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序论:在您撰写科技发展论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
1、各国竞相出台纳米科技发展战略和计划
由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义,世界各国(地区)纷纷将纳米技术的研发作为21世纪技术创新的主要驱动器,相继制定了发展战略和计划,以指导和推进本国纳米科技的发展。目前,世界上已有50多个国家制定了国家级的纳米技术计划。一些国家虽然没有专项的纳米技术计划,但其他计划中也往往包含了纳米技术相关的研发。
(1)发达国家和地区雄心勃勃
为了抢占纳米科技的先机,美国早在2000年就率先制定了国家级的纳米技术计划(NNI),其宗旨是整合联邦各机构的力量,加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调。2003年11月,美国国会又通过了《21世纪纳米技术研究开发法案》,这标志着纳米技术已成为联邦的重大研发计划,从基础研究、应用研究到研究中心、基础设施的建立以及人才的培养等全面展开。
日本政府将纳米技术视为“日本经济复兴”的关键。第二期科学技术基本计划将生命科学、信息通信、环境技术和纳米技术作为4大重点研发领域,并制定了多项措施确保这些领域所需战略资源(人才、资金、设备)的落实。之后,日本科技界较为彻底地贯彻了这一方针,积极推进从基础性到实用性的研发,同时跨省厅重点推进能有效促进经济发展和加强国际竞争力的研发。
欧盟在2002—2007年实施的第六个框架计划也对纳米技术给予了空前的重视。该计划将纳米技术作为一个最优先的领域,有13亿欧元专门用于纳米技术和纳米科学、以知识为基础的多功能材料、新生产工艺和设备等方面的研究。欧盟委员会还力图制定欧洲的纳米技术战略,目前,已确定了促进欧洲纳米技术发展的5个关键措施:增加研发投入,形成势头;加强研发基础设施;从质和量方面扩大人才资源;重视工业创新,将知识转化为产品和服务;考虑社会因素,趋利避险。另外,包括德国、法国、爱尔兰和英国在内的多数欧盟国家还制定了各自的纳米技术研发计划。
(2)新兴工业化经济体瞄准先机
意识到纳米技术将会给人类社会带来巨大的影响,韩国、中国台湾等新兴工业化经济体,为了保持竞争优势,也纷纷制定纳米科技发展战略。韩国政府2001年制定了《促进纳米技术10年计划》,2002年颁布了新的《促进纳米技术开发法》,随后的2003年又颁布了《纳米技术开发实施规则》。韩国政府的政策目标是融合信息技术、生物技术和纳米技术3个主要技术领域,以提升前沿技术和基础技术的水平;到2010年10年计划结束时,韩国纳米技术研发要达到与美国和日本等领先国家的水平,进入世界前5位的行列。
中国台湾自1999年开始,相继制定了《纳米材料尖端研究计划》、《纳米科技研究计划》,这些计划以人才和核心设施建设为基础,以追求“学术卓越”和“纳米科技产业化”为目标,意在引领台湾知识经济的发展,建立产业竞争优势。
(3)发展中大国奋力赶超
综合国力和科技实力较强的发展中国家为了迎头赶上发达国家纳米科技发展的势头,也制定了自己的纳米科技发展战略。中国政府在2001年7月就了《国家纳米科技发展纲要》,并先后建立了国家纳米科技指导协调委员会、国家纳米科学中心和纳米技术专门委员会。目前正在制定中的国家中长期科技发展纲要将明确中国纳米科技发展的路线图,确定中国在目前和中长期的研发任务,以便在国家层面上进行指导与协调,集中力量、发挥优势,争取在几个方面取得重要突破。鉴于未来最有可能的技术浪潮是纳米技术,南非科技部正在制定一项国家纳米技术战略,可望在2005年度执行。印度政府也通过加大对从事材料科学研究的科研机构和项目的支持力度,加强材料科学中具有广泛应用前景的纳米技术的研究和开发。
2、纳米科技研发投入一路攀升
纳米科技已在国际间形成研发热潮,现在无论是富裕的工业化大国还是渴望富裕的工业化中国家,都在对纳米科学、技术与工程投入巨额资金,而且投资迅速增加。据欧盟2004年5月的一份报告称,在过去10年里,世界公共投资从1997年的约4亿欧元增加到了目前的30亿欧元以上。私人的纳米技术研究资金估计为20亿欧元。这说明,全球对纳米技术研发的年投资已达50亿欧元。
美国的公共纳米技术投资最多。在过去4年内,联邦政府的纳米技术研发经费从2000年的2.2亿美元增加到2003年的7.5亿美元,2005年将增加到9.82亿美元。更重要的是,根据《21世纪纳米技术研究开发法》,在2005~2008财年联邦政府将对纳米技术计划投入37亿美元,而且这还不包括国防部及其他部门将用于纳米研发的经费。
日本目前是仅次于美国的第二大纳米技术投资国。日本早在20世纪80年代就开始支持纳米科学研究,近年来纳米科技投入迅速增长,从2001年的4亿美元激增至2003年的近8亿美元,而2004年还将增长20%。
在欧洲,根据第六个框架计划,欧盟对纳米技术的资助每年约达7.5亿美元,有些人估计可达9.15亿美元。另有一些人估计,欧盟各国和欧盟对纳米研究的总投资可能两倍于美国,甚至更高。
中国期望今后5年内中央政府的纳米技术研究支出达到2.4亿美元左右;另外,地方政府也将支出2.4亿~3.6亿美元。中国台湾计划从2002~2007年在纳米技术相关领域中投资6亿美元,每年稳中有增,平均每年达1亿美元。韩国每年的纳米技术投入预计约为1.45亿美元,而新加坡则达3.7亿美元左右。
就纳米科技人均公共支出而言,欧盟25国为2.4欧元,美国为3.7欧元,日本为6.2欧元。按照计划,美国2006年的纳米技术研发公共投资增加到人均5欧元,日本2004年增加到8欧元,因此欧盟与美日之间的差距有增大之势。公共纳米投资占GDP的比例是:欧盟为0.01%,美国为0.01%,日本为0.02%。
另外,据致力于纳米技术行业研究的美国鲁克斯资讯公司2004年的一份年度报告称,很多私营企业对纳米技术的投资也快速增加。美国的公司在这一领域的投入约为17亿美元,占全球私营机构38亿美元纳米技术投资的46%。亚洲的企业将投资14亿美元,占36%。欧洲的私营机构将投资6.5亿美元,占17%。由于投资的快速增长,纳米技术的创新时代必将到来。
3、世界各国纳米科技发展各有千秋
各纳米科技强国比较而言,美国虽具有一定的优势,但现在尚无确定的赢家和输家。
(1)在纳米科技论文方面日、德、中三国不相上下
根据中国科技信息研究所进行的纳米论文统计结果,2000—2002年,共有40370篇纳米研究论文被《2000—2002年科学引文索引(SCI)》收录。纳米研究论文数量逐年增长,且增长幅度较大,2001年和2002年的增长率分别达到了30.22%和18.26%。
2000—2002年纳米研究论文,美国以较大的优势领先于其他国家,3年累计论文数超过10000篇,几乎占全部论文产出的30%。日本(12.76%)、德国(11.28%)、中国(10.64%)和法国(7.89%)位居其后,它们各自的论文总数都超过了3000篇。而且以上5国2000—2002年每年的纳米论文产出大都超过了1000篇,是纳米研究最活跃的国家,也是纳米研究实力最强的国家。中国的增长幅度最为突出,2000年中国纳米论文比例还落后德国2个多百分点,到2002年已经超过德国,位居世界第三位,与日本接近。
在上述5国之后,英国、俄罗斯、意大利、韩国、西班牙发表的论文数也较多,各国3年累计论文总数都超过了1000篇,且每年的论文数排位都可以进入前10名。这5个国家可以列为纳米研究较活跃的国家。
另外,如果欧盟各国作为一个整体,其论文量则超过36%,高于美国的29.46%。(2)在申请纳米技术发明专利方面美国独占鳌头
据统计:美国专利商标局2000—2002年共受理2236项关于纳米技术的专利。其中最多的国家是美国(1454项),其次是日本(368项)和德国(118项)。由于专利数据来源美国专利商标局,所以美国的专利数量非常多,所占比例超过了60%。日本和德国分别以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英国、韩国、加拿大、法国和中国台湾的专利数也较多,所占比例都超过了1%。
专利反映了研究成果实用化的能力。多数国家纳米论文数与专利数所占比例的反差较大,在论文数最多的20个国家和地区中,专利数所占比例超过论文数所占比例的国家和地区只有美国、日本和中国台湾。这说明,很多国家和地区在纳米技术研究上具备一定的实力,但比较侧重于基础研究,而实用化能力较弱。
(3)就整体而言纳米科技大国各有所长
美国纳米技术的应用研究在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪等领域快速发展。随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪中的应用,目前美国纳米研究热点已逐步转向医学领域。医学纳米技术已经被列为美国国家的优先科研计划。在纳米医学方面,纳米传感器可在实验室条件下对多种癌症进行早期诊断,而且,已能在实验室条件下对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断。2004年,美国国立卫生研究院癌症研究所专门出台了一项《癌症纳米技术计划》,目的是将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相结合,实现2015年消除癌症死亡和痛苦的目标;利用纳米颗粒追踪活性物质在生物体内的活动也是一个研究热门,这对于研究艾滋病病毒、癌细胞等在人体内的活动情况非常有用,还可以用来检测药物对病毒的作用效果。利用纳米颗粒追踪病毒的研究也已有成果,未来5~10年有望商业化。
虽然医学纳米技术正成为纳米科技的新热点,纳米技术在半导体芯片领域的应用仍然引人关注。美国科研人员正在加紧纳米级半导体材料晶体管的应用研究,期望突破传统的极限,让芯片体积更小、速度更快。纳米颗粒的自组装技术是这一领域中最受关注的地方。不少科学家试图利用化学反应来合成纳米颗粒,并按照一定规则排列这些颗粒,使其成为体积小而运算快的芯片。这种技术本来有望取代传统光刻法制造芯片的技术。在光学新材料方面,目前已有可控直径5纳米到几百纳米、可控长度达到几百微米的纳米导线。
日本纳米技术的研究开发实力强大,某些方面处于世界领先水平,但尚未脱离基础和应用研究阶段,距离实用化还有相当一段路要走。在纳米技术的研发上,日本最重视的是应用研究,尤其是纳米新材料研究。除了碳纳米管外,日本开发出多种不同结构的纳米材料,如纳米链、中空微粒、多层螺旋状结构、富勒结构套富勒结构、纳米管套富勒结构、酒杯叠酒杯状结构等。
在制造方法上,日本不断改进电弧放电法、化学气相合成法和激光烧蚀法等现有方法,同时积极开发新的制造技术,特别是批量生产技术。细川公司展出的低温连续烧结设备引起关注。它能以每小时数千克的速度制造粒径在数十纳米的单一和复合的超微粒材料。东丽和三菱化学公司应用大学开发的新技术能把制造碳纳米材料的成本减至原来的1/10,两三年内即可进入批量生产阶段。
日本高度重视开发检测和加工技术。目前广泛应用的扫描隧道显微镜、原子力显微镜、近场光学显微镜等的性能不断提高,并涌现了诸如数字式显微镜、内藏高级照相机显微镜、超高真空扫描型原子力显微镜等新产品。科学家村田和广成功开发出亚微米喷墨印刷装置,能应用于纳米领域,在硅、玻璃、金属和有机高分子等多种材料的基板上印制细微电路,是世界最高水平。
日本企业、大学和研究机构积极在信息技术、生物技术等领域内为纳米技术寻找用武之地,如制造单个电子晶体管、分子电子元件等更细微、更高性能的元器件和量子计算机,解析分子、蛋白质及基因的结构等。不过,这些研究大都处于探索阶段,成果为数不多。
欧盟在纳米科学方面颇具实力,特别是在光学和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生材料、纳米生物材料、超导体、复合材料、医学材料、智能材料等方面的研究能力较强。
中国在纳米材料及其应用、扫描隧道显微镜分析和单原子操纵等方面研究较多,主要以金属和无机非金属纳米材料为主,约占80%,高分子和化学合成材料也是一个重要方面,而在纳米电子学、纳米器件和纳米生物医学研究方面与发达国家有明显差距。
4、纳米技术产业化步伐加快
目前,纳米技术产业化尚处于初期阶段,但展示了巨大的商业前景。据统计:2004年全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元,2010年将达到14400亿美元。为此,各纳米技术强国为了尽快实现纳米技术的产业化,都在加紧采取措施,促进产业化进程。
美国国家科研项目管理部门的管理者们认为,美国大公司自身的纳米技术基础研究不足,导致美国在该领域的开发应用缺乏动力,因此,尝试建立一个由多所大学与大企业组成的研究中心,希望借此使纳米技术的基础研究和应用开发紧密结合在一起。美国联邦政府与加利福尼亚州政府一起斥巨资在洛杉矾地区建立一个“纳米科技成果转化中心”,以便及时有效地将纳米科技领域的基础研究成果应用于产业界。该中心的主要工作有两项:一是进行纳米技术基础研究;二是与大企业合作,使最新基础研究成果尽快实现产业化。其研究领域涉及纳米计算、纳米通讯、纳米机械和纳米电路等许多方面,其中不少研究成果将被率先应用于美国国防工业。
美国的一些大公司也正在认真探索利用纳米技术改进其产品和工艺的潜力。IBM、惠普、英特尔等一些IT公司有可能在中期内取得突破,并生产出商业产品。一个由专业、商业和学术组织组成的网络在迅速扩大,其目的是共享信息,促进联系,加速纳米技术应用。
日本企业界也加强了对纳米技术的投入。关西地区已有近百家企业与16所大学及国立科研机构联合,不久前又建立了“关西纳米技术推进会议”,以大力促进本地区纳米技术的研发和产业化进程;东丽、三菱、富士通等大公司更是纷纷斥巨资建立纳米技术研究所,试图将纳米技术融合进各自从事的产业中。
欧盟于2003年建立纳米技术工业平台,推动纳米技术在欧盟成员国的应用。欧盟委员会指出:建立纳米技术工业平台的目的是使工程师、材料学家、医疗研究人员、生物学家、物理学家和化学家能够协同作战,把纳米技术应用到信息技术、化妆品、化学产品和运输领域,生产出更清洁、更安全、更持久和更“聪明”的产品,同时减少能源消耗和垃圾。欧盟希望通过建立纳米技术工业平台和增加纳米技术研究投资使其在纳米技术方面尽快赶上美国。
1、各国竞相出台纳米科技发展战略和计划
由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义,世界各国(地区)纷纷将纳米技术的研发作为21世纪技术创新的主要驱动器,相继制定了发展战略和计划,以指导和推进本国纳米科技的发展。目前,世界上已有50多个国家制定了国家级的纳米技术计划。一些国家虽然没有专项的纳米技术计划,但其他计划中也往往包含了纳米技术相关的研发。
(1)发达国家和地区雄心勃勃
为了抢占纳米科技的先机,美国早在2000年就率先制定了国家级的纳米技术计划(NNI),其宗旨是整合联邦各机构的力量,加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调。2003年11月,美国国会又通过了《21世纪纳米技术研究开发法案》,这标志着纳米技术已成为联邦的重大研发计划,从基础研究、应用研究到研究中心、基础设施的建立以及人才的培养等全面展开。
日本政府将纳米技术视为“日本经济复兴”的关键。第二期科学技术基本计划将生命科学、信息通信、环境技术和纳米技术作为4大重点研发领域,并制定了多项措施确保这些领域所需战略资源(人才、资金、设备)的落实。之后,日本科技界较为彻底地贯彻了这一方针,积极推进从基础性到实用性的研发,同时跨省厅重点推进能有效促进经济发展和加强国际竞争力的研发。
欧盟在2002—2007年实施的第六个框架计划也对纳米技术给予了空前的重视。该计划将纳米技术作为一个最优先的领域,有13亿欧元专门用于纳米技术和纳米科学、以知识为基础的多功能材料、新生产工艺和设备等方面的研究。欧盟委员会还力图制定欧洲的纳米技术战略,目前,已确定了促进欧洲纳米技术发展的5个关键措施:增加研发投入,形成势头;加强研发基础设施;从质和量方面扩大人才资源;重视工业创新,将知识转化为产品和服务;考虑社会因素,趋利避险。另外,包括德国、法国、爱尔兰和英国在内的多数欧盟国家还制定了各自的纳米技术研发计划。
(2)新兴工业化经济体瞄准先机
意识到纳米技术将会给人类社会带来巨大的影响,韩国、中国台湾等新兴工业化经济体,为了保持竞争优势,也纷纷制定纳米科技发展战略。韩国政府2001年制定了《促进纳米技术10年计划》,2002年颁布了新的《促进纳米技术开发法》,随后的2003年又颁布了《纳米技术开发实施规则》。韩国政府的政策目标是融合信息技术、生物技术和纳米技术3个主要技术领域,以提升前沿技术和基础技术的水平;到2010年10年计划结束时,韩国纳米技术研发要达到与美国和日本等领先国家的水平,进入世界前5位的行列。
中国台湾自1999年开始,相继制定了《纳米材料尖端研究计划》、《纳米科技研究计划》,这些计划以人才和核心设施建设为基础,以追求“学术卓越”和“纳米科技产业化”为目标,意在引领台湾知识经济的发展,建立产业竞争优势。
(3)发展中大国奋力赶超
综合国力和科技实力较强的发展中国家为了迎头赶上发达国家纳米科技发展的势头,也制定了自己的纳米科技发展战略。中国政府在2001年7月就了《国家纳米科技发展纲要》,并先后建立了国家纳米科技指导协调委员会、国家纳米科学中心和纳米技术专门委员会。目前正在制定中的国家中长期科技发展纲要将明确中国纳米科技发展的路线图,确定中国在目前和中长期的研发任务,以便在国家层面上进行指导与协调,集中力量、发挥优势,争取在几个方面取得重要突破。鉴于未来最有可能的技术浪潮是纳米技术,南非科技部正在制定一项国家纳米技术战略,可望在2005年度执行。印度政府也通过加大对从事材料科学研究的科研机构和项目的支持力度,加强材料科学中具有广泛应用前景的纳米技术的研究和开发。
2、纳米科技研发投入一路攀升
纳米科技已在国际间形成研发热潮,现在无论是富裕的工业化大国还是渴望富裕的工业化中国家,都在对纳米科学、技术与工程投入巨额资金,而且投资迅速增加。据欧盟2004年5月的一份报告称,在过去10年里,世界公共投资从1997年的约4亿欧元增加到了目前的30亿欧元以上。私人的纳米技术研究资金估计为20亿欧元。这说明,全球对纳米技术研发的年投资已达50亿欧元。
美国的公共纳米技术投资最多。在过去4年内,联邦政府的纳米技术研发经费从2000年的2.2亿美元增加到2003年的7.5亿美元,2005年将增加到9.82亿美元。更重要的是,根据《21世纪纳米技术研究开发法》,在2005~2008财年联邦政府将对纳米技术计划投入37亿美元,而且这还不包括国防部及其他部门将用于纳米研发的经费。
日本目前是仅次于美国的第二大纳米技术投资国。日本早在20世纪80年代就开始支持纳米科学研究,近年来纳米科技投入迅速增长,从2001年的4亿美元激增至2003年的近8亿美元,而2004年还将增长20%。
在欧洲,根据第六个框架计划,欧盟对纳米技术的资助每年约达7.5亿美元,有些人估计可达9.15亿美元。另有一些人估计,欧盟各国和欧盟对纳米研究的总投资可能两倍于美国,甚至更高。
中国期望今后5年内中央政府的纳米技术研究支出达到2.4亿美元左右;另外,地方政府也将支出2.4亿~3.6亿美元。中国台湾计划从2002~2007年在纳米技术相关领域中投资6亿美元,每年稳中有增,平均每年达1亿美元。韩国每年的纳米技术投入预计约为1.45亿美元,而新加坡则达3.7亿美元左右。
就纳米科技人均公共支出而言,欧盟25国为2.4欧元,美国为3.7欧元,日本为6.2欧元。按照计划,美国2006年的纳米技术研发公共投资增加到人均5欧元,日本2004年增加到8欧元,因此欧盟与美日之间的差距有增大之势。公共纳米投资占GDP的比例是:欧盟为0.01%,美国为0.01%,日本为0.02%。
另外,据致力于纳米技术行业研究的美国鲁克斯资讯公司2004年的一份年度报告称,很多私营企业对纳米技术的投资也快速增加。美国的公司在这一领域的投入约为17亿美元,占全球私营机构38亿美元纳米技术投资的46%。亚洲的企业将投资14亿美元,占36%。欧洲的私营机构将投资6.5亿美元,占17%。由于投资的快速增长,纳米技术的创新时代必将到来。
3、世界各国纳米科技发展各有千秋
各纳米科技强国比较而言,美国虽具有一定的优势,但现在尚无确定的赢家和输家。
(1)在纳米科技论文方面日、德、中三国不相上下
根据中国科技信息研究所进行的纳米论文统计结果,2000—2002年,共有40370篇纳米研究论文被《2000—2002年科学引文索引(SCI)》收录。纳米研究论文数量逐年增长,且增长幅度较大,2001年和2002年的增长率分别达到了30.22%和18.26%。
2000—2002年纳米研究论文,美国以较大的优势领先于其他国家,3年累计论文数超过10000篇,几乎占全部论文产出的30%。日本(12.76%)、德国(11.28%)、中国(10.64%)和法国(7.89%)位居其后,它们各自的论文总数都超过了3000篇。而且以上5国2000—2002年每年的纳米论文产出大都超过了1000篇,是纳米研究最活跃的国家,也是纳米研究实力最强的国家。中国的增长幅度最为突出,2000年中国纳米论文比例还落后德国2个多百分点,到2002年已经超过德国,位居世界第三位,与日本接近。
在上述5国之后,英国、俄罗斯、意大利、韩国、西班牙发表的论文数也较多,各国3年累计论文总数都超过了1000篇,且每年的论文数排位都可以进入前10名。这5个国家可以列为纳米研究较活跃的国家。
另外,如果欧盟各国作为一个整体,其论文量则超过36%,高于美国的29.46%。
(2)在申请纳米技术发明专利方面美国独占鳌头
据统计:美国专利商标局2000—2002年共受理2236项关于纳米技术的专利。其中最多的国家是美国(1454项),其次是日本(368项)和德国(118项)。由于专利数据来源美国专利商标局,所以美国的专利数量非常多,所占比例超过了60%。日本和德国分别以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英国、韩国、加拿大、法国和中国台湾的专利数也较多,所占比例都超过了1%。
专利反映了研究成果实用化的能力。多数国家纳米论文数与专利数所占比例的反差较大,在论文数最多的20个国家和地区中,专利数所占比例超过论文数所占比例的国家和地区只有美国、日本和中国台湾。这说明,很多国家和地区在纳米技术研究上具备一定的实力,但比较侧重于基础研究,而实用化能力较弱。
(3)就整体而言纳米科技大国各有所长
美国纳米技术的应用研究在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪等领域快速发展。随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪中的应用,目前美国纳米研究热点已逐步转向医学领域。医学纳米技术已经被列为美国国家的优先科研计划。在纳米医学方面,纳米传感器可在实验室条件下对多种癌症进行早期诊断,而且,已能在实验室条件下对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断。2004年,美国国立卫生研究院癌症研究所专门出台了一项《癌症纳米技术计划》,目的是将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相结合,实现2015年消除癌症死亡和痛苦的目标;利用纳米颗粒追踪活性物质在生物体内的活动也是一个研究热门,这对于研究艾滋病病毒、癌细胞等在人体内的活动情况非常有用,还可以用来检测药物对病毒的作用效果。利用纳米颗粒追踪病毒的研究也已有成果,未来5~10年有望商业化。
虽然医学纳米技术正成为纳米科技的新热点,纳米技术在半导体芯片领域的应用仍然引人关注。美国科研人员正在加紧纳米级半导体材料晶体管的应用研究,期望突破传统的极限,让芯片体积更小、速度更快。纳米颗粒的自组装技术是这一领域中最受关注的地方。不少科学家试图利用化学反应来合成纳米颗粒,并按照一定规则排列这些颗粒,使其成为体积小而运算快的芯片。这种技术本来有望取代传统光刻法制造芯片的技术。在光学新材料方面,目前已有可控直径5纳米到几百纳米、可控长度达到几百微米的纳米导线。
日本纳米技术的研究开发实力强大,某些方面处于世界领先水平,但尚未脱离基础和应用研究阶段,距离实用化还有相当一段路要走。在纳米技术的研发上,日本最重视的是应用研究,尤其是纳米新材料研究。除了碳纳米管外,日本开发出多种不同结构的纳米材料,如纳米链、中空微粒、多层螺旋状结构、富勒结构套富勒结构、纳米管套富勒结构、酒杯叠酒杯状结构等。
在制造方法上,日本不断改进电弧放电法、化学气相合成法和激光烧蚀法等现有方法,同时积极开发新的制造技术,特别是批量生产技术。细川公司展出的低温连续烧结设备引起关注。它能以每小时数千克的速度制造粒径在数十纳米的单一和复合的超微粒材料。东丽和三菱化学公司应用大学开发的新技术能把制造碳纳米材料的成本减至原来的1/10,两三年内即可进入批量生产阶段。
日本高度重视开发检测和加工技术。目前广泛应用的扫描隧道显微镜、原子力显微镜、近场光学显微镜等的性能不断提高,并涌现了诸如数字式显微镜、内藏高级照相机显微镜、超高真空扫描型原子力显微镜等新产品。科学家村田和广成功开发出亚微米喷墨印刷装置,能应用于纳米领域,在硅、玻璃、金属和有机高分子等多种材料的基板上印制细微电路,是世界最高水平。
日本企业、大学和研究机构积极在信息技术、生物技术等领域内为纳米技术寻找用武之地,如制造单个电子晶体管、分子电子元件等更细微、更高性能的元器件和量子计算机,解析分子、蛋白质及基因的结构等。不过,这些研究大都处于探索阶段,成果为数不多。
欧盟在纳米科学方面颇具实力,特别是在光学和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生材料、纳米生物材料、超导体、复合材料、医学材料、智能材料等方面的研究能力较强。
中国在纳米材料及其应用、扫描隧道显微镜分析和单原子操纵等方面研究较多,主要以金属和无机非金属纳米材料为主,约占80%,高分子和化学合成材料也是一个重要方面,而在纳米电子学、纳米器件和纳米生物医学研究方面与发达国家有明显差距。
4、纳米技术产业化步伐加快
目前,纳米技术产业化尚处于初期阶段,但展示了巨大的商业前景。据统计:2004年全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元,2010年将达到14400亿美元。为此,各纳米技术强国为了尽快实现纳米技术的产业化,都在加紧采取措施,促进产业化进程。
美国国家科研项目管理部门的管理者们认为,美国大公司自身的纳米技术基础研究不足,导致美国在该领域的开发应用缺乏动力,因此,尝试建立一个由多所大学与大企业组成的研究中心,希望借此使纳米技术的基础研究和应用开发紧密结合在一起。美国联邦政府与加利福尼亚州政府一起斥巨资在洛杉矾地区建立一个“纳米科技成果转化中心”,以便及时有效地将纳米科技领域的基础研究成果应用于产业界。该中心的主要工作有两项:一是进行纳米技术基础研究;二是与大企业合作,使最新基础研究成果尽快实现产业化。其研究领域涉及纳米计算、纳米通讯、纳米机械和纳米电路等许多方面,其中不少研究成果将被率先应用于美国国防工业。
美国的一些大公司也正在认真探索利用纳米技术改进其产品和工艺的潜力。IBM、惠普、英特尔等一些IT公司有可能在中期内取得突破,并生产出商业产品。一个由专业、商业和学术组织组成的网络在迅速扩大,其目的是共享信息,促进联系,加速纳米技术应用。
日本企业界也加强了对纳米技术的投入。关西地区已有近百家企业与16所大学及国立科研机构联合,不久前又建立了“关西纳米技术推进会议”,以大力促进本地区纳米技术的研发和产业化进程;东丽、三菱、富士通等大公司更是纷纷斥巨资建立纳米技术研究所,试图将纳米技术融合进各自从事的产业中。
欧盟于2003年建立纳米技术工业平台,推动纳米技术在欧盟成员国的应用。欧盟委员会指出:建立纳米技术工业平台的目的是使工程师、材料学家、医疗研究人员、生物学家、物理学家和化学家能够协同作战,把纳米技术应用到信息技术、化妆品、化学产品和运输领域,生产出更清洁、更安全、更持久和更“聪明”的产品,同时减少能源消耗和垃圾。欧盟希望通过建立纳米技术工业平台和增加纳米技术研究投资使其在纳米技术方面尽快赶上美国。
正如文能安邦、武能定国的盖世奇才孙武所言,欲取得战争的胜利,必须对“政治、天时、地利、将领和法度”5个要素运筹帷幄,通盘考虑。兵书上讲:兵者,诡道也。所谓“诡道”,就是谋略、策略、计策、智慧。“战略”绝不是小窍门,而是大智慧。被称为我国古代兵法策略奇书宝典的《三十六计》,就是根据敌我双方的实力和态势设计的6套36种战法—谋略,包括:胜战计、敌战计、攻战计、混战计、并战计和败战计等。敌弱我强可以有胜战记,比如“围魏救赵”、“声东击西”、“以逸待劳”等;敌强我弱也有6套办法,比如“瞒天过海”、“美人计”、“苦肉计”、“空城计”,以至于最后弱不抗敌时的“走为上计”(保持实力,适时再战)。根据敌我双方条件的不同,都有制胜的方法。美国著名经济学家波特(Portor)在《竞争优势》一书中提出企业要有自己的“图景”或“愿景”,即对未来境况的一种框架式设想和设计。这也就是我们所说的“战略规划”。波特的这种景观设计在20世纪80年代曾经帮助壳牌公司在政治、经济形势急转直下的情况下顶住了危机,渡过了难关。石油行业一些企业家把战略的具体内涵应用于企业发展之中取得了瞩目的成就。埃克森美孚公司的发展战略是“技术自主研发”,花大功夫开发形成独有技术,一旦获得成功便实行垄断,以获得巨大经济利益。这家公司强调“源头创新”、“挑战极限”、“技术创造卓越”,并声称要“在所有业务领域内都有一系列行业领先的技术,从而保障其业务领先地位”,“无论是过去、现在,还是将来都要保持独特的竞争优势”。现在“人们只知道埃克森美孚是一个成功的公司,但不知缘何成功,重要答案就是有一个正确的发展战略”。壳牌公司的发展战略是“有选择地在能够给公司带来效益的某些技术领域成为领先者”,“在技术开发生命周期的各个阶段通过高效管理,最大限度地实现技术的价值”,“成为业界在勘探开发领域最快、最具创新的应用者”。BP公司的发展思路与其他公司不同,它“着眼于技术的应用,而不是发明权和拥有权”,“公司会从任何地方寻找最佳实践,并将其快速转化为自己的业务,新的技术开发领域仅限于那些能够增强公司核心竞争力的技术”。威德福公司创建时间虽短,但它依靠优厚的资金投入,实行“并购扩张战略”,迅速崛起成为拥有技术实力的大牌公司。这些公司的发展战略和技术谋略不尽相同,但都获得了成功。这说明,战略选择是取胜的法宝,采取什么战略、策略是由各种因素决定的,但选择的正确与否,结果会大不一样。我国也有成功经验,例如大庆油田,就是技术制胜的典范。多年来一直坚持强势科技,聚集队伍、超前储备、适时开发、形成产业、十年一代,确保产量长盛不衰,始终保持大型砂岩油田开发的世界领先地位。百年老矿延长油田,不为人先、不耻最后,也找准了发展谋略,利用灵活的资金政策,采用“并购”和“应用”的拿来主义,6年时间把年产量提升到1200万吨,吨油成本全国最低,并实施了“一业主导、多元支撑,油气并重、油化并举,油气煤盐综合发展”和“稳油、增气、扩化”的战略,重组整合,强强联合,不仅走出了边区,而且已经成功走向世界舞台,在20个国家56个油气区进行了勘探开发活动,使百年老矿焕发青春,再铸辉煌。
2战略的基本内涵
2.1战略的长远性俗话说“人无远虑必有近忧”,“战略”正是“远虑”的体现,从长远来谋划国家或企业的生存、发展之大计。纵观国内外近、现代科技进步的历程,既有机械化—自动化—信息化50年一遇技术换代的长周期,又有石油行业10年一遇的专业技术换代周期。大庆油田也正是依靠5代技术的迭代升级才确保了50年的持续高产稳产(图1)。超前做好技术储备,是技术发展战略的重要内涵。通常,从国家、企业到科技部门要按规范制定1~5年发展计划,重要的部门或领域则要适时开展或由主要负责人亲自挂帅研究制定5年以上的发展战略,以科学判定未来发展方向,指导中、短期计划规划的定位和运作。远期预测难度大,一旦预测准确,则可以“事半功倍”,作用十分重大。
2.2战略的全局性、整体性战略必须以全局发展为对象,围绕整体发展目标而制定,国家层面如此,企业层面也如此。全局性、整体性体现在4个方面。一是战略行动的全局性、整体性。战略计划、分计划及实施步骤、时间节点要相互衔接,行动上形成一个整体。二是内部功能的全局性、整体性。作为企业,要根据企业业务战略目标确定技术创新战略目标;根据技术创新战略目标确定科技资源配置和体制架构;根据体制架构的需要制定关键流程;根据关键流程确定绩效考核和激励指标。通过绩效考核和激励指标的落实保证关键流程运行,通过关键流程运行保证体制架构运行,通过体制架构运行保证创新技术的实现,通过创新技术的实现保证技术创新战略目标的实现,通过技术创新战略目标实现保障企业业务战略目标的实现(图2)。三是创新过程的全局性、整体性。技术创新过程分为4个阶段,即技术原理—技术原型—工业性试验—产业化(图3)。国际上把技术创新过程称为技术成熟度,分为9个级别,技术原理探索阶段为1、2、3级,技术原型研发阶段为4、5、6级,7级为中试,8级为工业性试验(初步形成产业标准),9级为产业化。大庆油田聚合物驱油技术是超前15年储备、整体谋划、实现工业化接替的典型成功案例。四是方向、目标的全局性、整体性。各个战略要素都要围绕一个统一的战略方向、战略目标整体部署。如我国在20世纪60年代提出的国民经济按“农、轻、重”的比例安排;70年代提出的“煤、电、油”能源战略;这些整体性的战略方向对国家和行业技术发展都起到了极为重要的引导作用。国家战略是这样,企业战略也概莫能外。中国石油天然气集团公司(简称中国石油)确立的四大战略就是相辅相成、互为一体的,科技创新和持续重组的管理创新是推动公司主营业务发展的根本动力(图4)。
2.3战略的系统性战略是一个系统。纵向上有国家—行业(地方)—企业战略,下级的战略意图服从上级的战略要求,如20世纪80年代提出的“国民经济产值翻两番”、“分两步走”。中国石油是下属的一个战略单元,及时跟进,提出了“稳定东部,发展西部”及“油气并举”的发展战略,与国家战略相呼应;在横向上,各战略按系统渗透、相融,这一条也十分重要。对于企业,有三个必不可少的相关性战略,即业务(生产)发展战略、营销战略和科技发展战略,业务发展是根本,营销是策略,科技是保障。企业业务发展战略是决定企业生存发展的根本。近年来企业科技发展战略一般都遵从世界著名理特管理顾问公司推出的“第三代研发”理念,即企业科技的总体目标来自于业务发展的总体战略需求,科技的发展,以此定位。据理特公司表述,第三代研发理念使得“技术问题纳入了企业最高领导者的日程”,“获得业务生产部门强力拉动和支撑”,“使技术转移不再成为问题”。据统计,以此理论指导制定的科技发展战略和重大研究项目,周期缩短了30%~50%,研发效率提高了20%~50%。中国石油“八五”业务发展规划提出“稳定东部、发展西部、油气并举”的战略指导思想,30多年来,科技战略和科技工作以此部署,出了一大批重大科技成果,在保障东部稳定、西部发展方面特别是天然气的勘探开发生产取得了极大成功。价值链是系统性的一个重要体现,也是制定企业科技发展战略应该坚持的又一个重要原则,对于中国石油这样上中下游一体化的企业集团,更要从价值链上来权衡局部和整体的关系。比如作为以资源采掘为长效获利的企业,是否可以提出“重视资源获取、保障全局发展”,“重视工程装备、形成产业优势”等通过从“价值链”上找重点和突破点的方法,形成一些重大的战略指导思想。
2.4智慧和对阵战略必须有“对阵”的部署和“智慧”的体现,要有对立双方、争斗的“形式”和制胜的法宝。对于石油技术战略来说,“敌人”或“对立面”就是国内、国外的“同行”,制胜的法宝就是拥有并利用最先进的技术,力争“优先摘取挂得最低的苹果”,保障企业获得最大的利益。技术竞争、争斗的形式,理想境界当然是全方位的“拥有”、“垄断”和“控制”,但在信息化、全球化的今天,石油这种不可再生资源的日趋减少和技术需求难度的不断加大,永远的垄断、全面的控制和拥有已不现实。除了有条件局部拥有和“垄断”之外,“合作代替对抗”、“共享代替竞争”、“双赢代替独享”这种战略联盟,已逐渐成为企业保持长效利益的最佳选择。理特公司提供的资料表明:从20世纪80年代到21世纪初的20年,国际上5个大的油公司和技术服务公司研发费用已由80%自主研发变为80%合作研发,这个趋势还在延续。我们也看到,建立战略联盟已成为我国近期外交战略的重中之重。技术发展的“智慧”和“谋略”就是在准确科学地评估未来15年国际、国内油气及相关能源发展的大趋势、可能实现的技术进步以及这些技术分别对油气及相关能源发展的贡献的前提下针对性地提出技术制胜的方案与对策。为此,必须要深入研究三方面的内容:一是国内、国外同行业的竞争环境,包括国家层面宏观环境、石油石化行业环境、本公司环境,并对竞争者有量化表达的优劣势分析。从宏观的视野、不同层面的优势格局和战略前景,初步选取对2030年公司发展具有重大影响的战略性技术。战略性技术是指具有全新的理念和技术含量,技术成熟度高,可与相关技术形成配套,对油气行业产生重大效益的技术。历史经验告诉我们,凡是一个新的发展机遇和生产需求的到来,作为创新驱动的原动力,就会迅速推动出现一批新技术,正如恩格斯所说:“一旦社会上发生了需要,就比十所大学更把科学推向前进”。一批新技术中必然会出现“战略性技术”,石油行业公认的20世纪后50年影响石油工业上游发展的三代“战略性”技术是“数字测井”、“二维、三维地震”和“信息×集成的I2油藏表征”。1995年美国国家石油委员会(NPC)组织89家公司从11个领域250项技术中预测了21世纪初影响石油工业发展的35项战略技术,经证实已基本实现。这些技术数量很少,但占有新增长生产力的很大比例。以我们自身的需求为主,对这些技术的准确预测十分重要。二是对初选的战略性技术进行技术获取的可行性评估,包括技术的价值风险、市场风险、成本风险和时间风险,优选出可行的战略性技术。三是明确战略性技术获得的方式。凡风险小、可有效获取、他人难模仿、可获知识产权有效保护、可为公司获得重大生产成效的领先技术,实行自主研发;研发条件差、快速追赶周期短、成本风险大,或其他产业已建立领先地位和知识产权的技术,可以采用合作研究或并购等形式。这里要特别提醒在战略制定时,不要轻易把“竞争对手”或“领先技术”估计得太低,也不要把“关键技术”和自己的目标定得太高;理特公司的研究报告提示,一项战略性技术从“一般”到“领先”所需的投入比从“零”到“一般”要多5倍。必须在分析战略性技术时通过多因素综合评估,认真区别每项技术是不是企业竞争优势的主源流,拥有这些技术能使竞争对手受到什么损害?如丢失多少市场,增加多少投资;如何保持优势?该报告提示,“一个强大的公司总是知道谁是领先者”,“真正的领先者总是知道谁是第二,谁是第三”(我们经常在表达自己是“领先”或“领跑”时并不清楚第二、第三是谁),“试图取得领先地位不仅风险很大,而且成本高昂”。1995—2003年,壳牌公司平均年投资达7.5亿美元,试图全面领先,结果仅在20%关键领域达到了目的。历史的经验告诉我们,任何一个强大的公司都不是全部“垄断”和“拥有”,而是采用多种形式获取最优技术资源。要在战略成效最大化的前提下,在引领、追随、低成本跟踪和并购之间找准平衡点和切入点,这才是谋略的重中之重。
3如何科学制定战略目标
技术发展战略必须有战略目标、实施方案和实施步骤。战略目标是战略的灵魂,是实现长期竞争优势最大化的综合体现,也是实施战略的一切手段、措施的最终归宿。战略目标既要宏观、简约,又要明确、清晰。在制定科技发展战略时必须充分考虑:一是未来的方向性。方向性是战略目标制定的首要。当前,随着美国页岩气革命的兴起和煤制气等新技术的迅速发展,油气勘探开发具有常规与非常规并举,向深层、深海倾斜,向煤化工转型等发展趋势,特别是今年11月主席代表我国提出了2020—2030年CO2减排和发展新能源的承诺。未来10~20年如何瞄准和调整业务战略方向凸显重要和紧迫。方向性失误是最大的失误,必须认真把握。20世纪70年代的“川气出川”重大工程国务院作为国家战略启动了9省13市同时动工,结果因“资源”的技术评估失误,“源头”出了问题,造成了重大损失,这些教训必须吸取。二是目标的预见性。现在我们考虑的“十三五”的战略目标定在2030年,既不能是2020年,也不是2040年,要根据历史、现状和未来形势的准确分析,实现科学预见。科学是探索未知的事业,有很大的不确定性。国家重大科技专项组织了大规模高层次科学家认真研究设计了3年,2008年正式立项,目标是2020年。2014年中国工程院组织的科技重大专项中期评估,设定的目标大都偏离实际,有的定“低”了,有的定“高”了,说明预见性是必须深入研究的一个难题。三是可行性。规划的核心技术能否实现,用何种方式可以实现,必须要对15年以后的研究环境、市场前景做出相应的论证,使其切实可行。四是可考核性。战略目标要用数据说话,要有量化指标,包括能够体现主营业务领域中主体技术的技术水平、产业化水平、科技竞争力等重要的量化指标。2014年笔者参加了由中国工程院组织的国家科技重大专项中期评估,就是紧紧抓住专项目标中的量化指标。这些指标体现了目标的内涵。是否把战略的实质和内涵高度浓缩到目标的“方向性”、“预见性”、“可行性”和“可考核性”,是衡量科技战略质量、水平的重要标志。
4公司战略的框架结构
进入21世纪以来,中国的科技发展战略开始发生转变。国民经济和社会发展“十五”规划与科技部随后制订的科技发展规划和高技术产业发展规划明确提出了实现技术跨越式发展的总体目标,强调要在“促进产业技术升级”和“提高科技持续创新能力”两个层面进行战略部署,在进一步发挥劳动密集型产业比较优势的同时逐步形成我国高技术产业的群体优势和新的比较优势。2002年12个重大科技专项的启动,标志着我们在实践上开始摆脱多年来以跟踪模仿为主的科技发展战略,向以自主创新为特征的跨越式发展模式转变。2003年以来,按照“十六大”的要求,根据适度超前原则,科技部着手国家中长期科学技术发展规划的制订工作,中国科技发展战略的转变进一步国家意志化。对这一转变过程的基本动因进行分析,有助于我们对当前中国经济社会发展战略的若干争论有一清醒的判断。
一、国际政治动因:技术威慑成为斗争焦点
民族国家科技发展战略的选择,既决定于本国经济发展水平和阶段,也受国际政治因素的影响与制约。20世纪末以来,现代高科技广泛运用于战争使得技术优势成为各种威慑力量中最具决定意义的因素。国际关系的强权背后是技术强势的支撑,科学技术水平是一个国家总体经济实力和政治实力的体现。今天的高科技已经成为影响国际政治军事格局的主要因素,技术上的领先是国家参与国际政治较量、扩大国际影响力的物质基础之一,技术威慑是比直接使用武力更为有效的威慑手段。一个国家只有拥有符合时代特征和社会生产力发展趋势的现代科技工业体系,才能依靠自己的力量追求实力和影响,获得国际政治中的战略主动权。在当代世界上的不稳定因素越来越多的情况下,对涉及国家安全和国家竞争力问题的那些科学技术的发展,中央政府必须从整个国家和民族利益出发,通过科技发展战略的制订来引导其发展。
从科技发展史来看,引进吸收和自主创新是一个民族与国家技术进步的两种主要途径。后,由于外部环境的制约,自主创新和“科技追赶”成为我们政策设计的基本特征。20世纪70年代末以来,随着世界安全观念的变化,各国对经济利益的追求使得政治和军事因素不再是国家间关系的唯一主导者,、发达国家将制造业向国外转移导致中国科技发展战略发生了某些变化。“以市场换技术”战略的实施,使得我们在一段时间内忽视了自身的科技积累和自主创新,将外资导向型经济发展带来的技术引进作为中国科技发展的主要途径。应该说,这种战略部署是与全球化的历史趋势相一致的,有一定的合理性。但我们必须看到,高新技术和一个国家在世界上的政治地位密切相关,其发展已经不单纯是一项经济范畴的活动。作为国家政治战略意图的一种表现形式,西方发达国家不可能把真正的高新技术转让给中国。由于一些国家将中国崛起视为是对既定国际格局的挑战,正在试图对中国的发展进行压制,因此经常把技术特别是高端技术问题政治化。在这种情况下,我们不可能把技术合作和引进作为我国科技发展的长期战略方针。我们必须分清科技发展的国家目标和企业目标。在企业运行的微观层次,可以继续坚持比较优势的技术引进,但是在国家战略层面,必须坚持把技术的赶超和跨越作为重点,大力发展战略产业。
在综合国力竞争日益激烈的当代世界,维护生存权和发展权不受侵害是一国政府的两项基本职能,也是民族国家的根本利益所在。目前我国的科技能力尚不足以承担起保障国民经济、社会发展和国家安全的历史重任,“技术瓶颈”是我国经济社会长期发展的重要制约因素。为了中华民族的复兴,从世界发展大势和我国现代化建设全局的角度来看,在科技发展上摆脱过去的跟踪模仿向自主创新转变,是我们必须确立的战略思维,经济利益和安全利益的统一应该成为技术选择的出发点。未来一段时期内,中国的外部环境不可能有过去20多年那样好,战略机遇期同时也是安全上的高风险期。我们必须从可持续发展和国家综合安全利益出发,主动进行科技发展战略的调整,提高国家战略能力,预防和应对可能出现的危机、冲突或者战争。21世纪是战略技术和战略产业竞争的世纪,自主创新是维护国家和安全的最佳选择。没有自己的战略技术和战略产业,中国要在世界竞争格局中获得相对优势地位是不可能的。我们逐渐成型的新科技发展战略之所以强调要着重研究解决事关国家中长期发展和安全的战略性和前沿性高技术问题,在一些关系国家经济命脉和安全的高技术领域,提高自主创新能力,并在若干重要领域和关键产业实现技术发展阶段的跨越,就是基于这样的考虑。
二、国内经济动因:经济增长模式转变
过去20多年中国的发展是以数量扩张为特征的“数量型增长”,经济增长明显超前于科技进步。在比较优势战略指导下,虽然技术引进对中国经济增长发挥了巨大作用,但是中国自主科技进步进程缓慢,统计意义上的中国产业竞争力的知高并不等同于中国企业竞争力的同步提升。新世纪开始后,由于科技和信恩化的飞速发展,我国已经进入到不进行经济结构调整就不能促进经济发展的时期。在全球化所导致的南北贫富差距拉大的情况下,在经济增长与人口、资源、环境的矛盾日益突出的今天,单纯依靠消耗自然资源和发挥廉价劳动力的比较优势来积累资本、换取技术、发展经济的做法已经落后于时代。只有提高经济发展的科技含量,增强中国自主产业的发展潜力,实现经济增长方式由“数量型增长”向“质量型增长”的转换,我们才能在世界上立于不败之地。21世纪前10年是我国现代化建设的关键时期,也是我国科技创新能力需要实现历史性跨越的阶段。这一时期自主科技发展状况如何,直接决定了中国能否在21世纪中期实现民族复兴的伟大目标。这是我国科技发展战略转型的一个主要原因。
党的“十六大”提出了到2020年建设全面小康社会的经济社会发展目标。国内生产总值到2020年比2000年“翻两番”这个目标不仅是经济数量增长的概念,更是生产力水平和国际竞争力大幅度提高的综合体现,是经济和社会发展质的提升。作为从属于国家经济社会总体发展战略的科技发展战略必须为这一目标的实现服务。现在,我国科技竞争力与发达国家相比还有很大差距。为了实现科技发展“三步走”战略设想,争取到2020年前后科学技术整体水平达到发达国家中等水平的中期目标,形成强大的自主创新能力,在高新技术领域占有一席之地,形成支撑我国核心竞争力的知识创新和技术创新基础,必须完成科技发展由跟踪为主向自主创新为主的战略转变。正因为如此,我们根据适度超前的原则,从2003年开始了中长期科技发展规划的制订工作。经济全球化和地区经济一体化使我们可以在更大范围内、更高的层次上充分利用国际、国内两种科技资源、科技人才和科技市场,但是“全面开放、跨越发展”应该是我们在确定科技发展战略和政策时必须坚持始终的基本思路。
中国全方位地参与国际分工体系这一历史变化加快了中国工业化的进程。但是,改革开放以来我国工业化的发展主要表现为一种“外来型工业化”。一方面工业化所需关键技术大多来自国外,另一方面东部和中西部经济联系不紧密,沿海地区的技术引进没有起到拉动内地经济增长的作用。为了改变这种局面,我们提出了走新型工业化道路,即从世界经济、科技、社会发展的大趋势出发,结合中国的实际,以信息化带动工业化,以工业化促进信息化,走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。新型工业化是以科学技术为先导的高科技含量的经济,强调科学技术的自主创新和拥有自主知识产权。这一变化意味着,我们的科技发展必须考虑可持续性,努力改变中国经济发展过于依赖外资和国外技术的局面。中国经济发展的关键问题是国内技术发展。新型工业化成效如何,主要看经济增长的质量和效益是否提高。新型工业化道路的“普适性”:“科技是牵头的方面”应该落实到我们工作的方方面面。正因为如此,科技部在2003年工作要点中强调,“制定科学和技术长远发展规划”是实现科技发展战略向自主创新转变,大幅度提高科技创新能力、国际竞争力、对经济社会发展支撑力的重大措施,必须以原始创新为主,引进和创新相结合,实现我国技术和经济的跨越式发展,努力使中国成为技术创新型国家。
三、世界经济动因:贸易保护主义和知识产权争端加剧
随着全球化进程的加速,世界经济发展已经由资源驱动、资本驱动向创新驱动过渡,同时促进经济增长的各种生产要素由过去单纯的纵向流动转向同时共存。这一变化意味着作为一个国家的科技发展战略没有必要严格遵照梯度转移的渐进式模式,而完全可以利用信息技术进步提供的有利条件实现本国科技的跨越式发展。在今天的国际经济格局中,一个国家或者地区在国际分工中地位的提升主要表现为产业链条或者产品工序所处地位及增殖能力的提升上,发达国家更为注重科技研发,依靠知识产权来增加物质财富总量而把制造业等转向发展中国家,从而形成一种新的依附关系:技术上的依附。这使得落后国家的财富总量尽管与过去相比有所增加,但是却无法缩小与发达国家的整体差距。尽管我们不能因为加工制造环节的附加值低而否认参与新型国际分工的、承接发达国家加工制造环节转移的经济合理性,但却不能放弃对技术先进性的更高追求。跨国公司把制造部门转入发展中国家,其出发点是对利润获取的考虑。在这种格局中,东道国的产业发展由跨国公司而不是由本国决定,发展中国家除了提供廉价劳动力,很难涉足核心技术,生产规模的扩张并不能促进产业结构的同步升级和优化,很难谈得上真正的发展。我们提出全面落实人才、专利和技术标准三大战略,切实推进重大科技专项工作,就是从这种认识出发的。
现在,我国有关政府部门已经提出了2020年中国高新技术产品出口力争达到4500亿美元的目标。但我们不得不面临这样一种现实,那就是我国经济发展的外部环境与过去相比已经有了很大变化。首先,入世后中外知识产权纠纷不断。自2002年6C联盟向中国DVD生产企业征收专利费以来,类似事件不断增多,从而增加了中国企业的成本压力。这一现象要求国家应该从战略高度考虑制定相关的宏观指导政策,引导企业从追求短期效益转向通过增加创新能力谋求长期效益的轨道上来。其次,国外针对中国的技术壁垒和反倾销问题更为严重。
1996年至今,中国已经连续7年成为世界反倾销头号目标国,2003年前三季度国外对我国反倾销保障措施立案共计42起,涉及金额10.7亿美元;调查表明,2002年我国71%的出口企业、39%的出口产品受到国外技术壁垒的限制,损失达到170亿美元,均高于我国加入世贸组织前。不掌握专利和技术标准的危害性可见一斑。强势增长与弱势竞争力并存这一过程持续的时间越长,中国经济发展的可持续性就越弱,国际政治经济格局变动对中国未来的发展影响就越大,中国自主选择的空间就越小。另外,外资导向型的经济发展模式使外国资本在中国获得巨大利益的同时挤压了中国企业发展的空间,中国企业的生存环境日益恶劣。如果国家不适时调整科技发展战略,中国企业的“走出去”战略就是一句空话。
全球化背景下区域合作加强的同时贸易保护主义盛行的事实说明,当今的世界市场并不是完全竞争的世界市场,政府依然在各国经济活动中发挥重要作用。因为技术壁垒和反倾销的运用都是借助政府力量,其应对显然不能仅仅在企业的层面上进行,同样必须动用国家资源。我们不能以自由贸易和静态比较利益来指导中国产业的发展,应该通过高新技术的发展创造动态的比较利益。中国的科技发展必须坚持市场机制与政府组织协调相结合的原则,国家要掌握关键部门关键技术和行业技术标准。事实上,尽管20多年来我国一直坚持的是市场导向的发展战略,但是政府作用始终是我国经济增长内在决定性因素。根据国家信息中心在中国加入WTO一年后对国内24个中央和地方权威经济研究单位的经济学家进行的问卷调查,近七成的专家认为政府行为是经济增长的主因。强化政府在科技进步中的战略决策能力和宏观调控能力,是世界各国的共同选择。发挥政府作用,保持战略技术及产业领域的相对完整性和独立性,同样也是我国科技发展的必由之路。在这里,我们要特别注意利用WTO规则中的“国家安全”例外原则,在公开、透明的原则下合理合法地保护国内产业。不然,依靠企业自身与在技术和资本上都十分强大的跨国公司竞争,中国科技进步的前景不容乐观。
四、科技动因:科技短缺与科技起飞问题
世界经济发展的历史表明,在经济活动中存在一种“短缺效应”,即经济增长水平和速度是由最短缺的生产要素的数量和质量决定的。对发展中国家来说,科技短缺是种普遍的现象,是制约经济增长和国际竞争力提升的关键因素。改革开放以来我国科技发展取得了令人瞩目的成就,但高新技术研发基础仍然较为薄弱。从目前来看,我国的科技短缺主要表现在缺乏原始性创新能力上,即自主知识产权少,由此导致中国在一些关键领域内形成强烈的对外技术依赖。为了改变这种状况,2002年科技部印发了《关于进一步增强原始性创新能力的意见》,指出原始性创新是科技创新的主要源泉,是科技与经济获得重大发展和超越的前提,已成为决定国家间科技乃至经济竞争成败的一个重要条件,我们必须利用国民经济结构战略性调整和加入WTO的机遇,把增强原始性创新能力作为我国新时期科技发展战略的重要指导思想。为了加快实施专利战略,切实提高我国自主知识产权的总量,科技部又于2003年2月出台了《关于加强国家科技计划知识产权管理工作的规定》,以促进国家科技计划在高起点上创新,实现技术跨越式发展。
但是我国现在仍然有一些人认为,在比较优势基础上形成的产业分工体系是一种内生地促进产业升级和转换的机制。国内差距和国际差距的缩小是我国现代化进程的两大根本任务。尽快缩小与发达国家的差距意味着我们必须在与世界经济的联系中取得超过其他国家的利益。劳动密集型产业由于技术水平和附加值低,显然无助于这一目标的实现。更为重要的是,这种发展模式强化了对发达国家技术转移的依赖,使我们的科技开发能力呈惰性降低,无助于产业结构的升级。由于外部环境的不确定性和民族国家政策设计的自利性,中国的科技进步不能完全放在国外技术的“本土化”上,而应该考虑把“国产化”作为追求目标。开放市场和加入WTO并不意味着不能有国家意志和国家发展战略;融入全球经济体系,也不是被动地接受国际分工,而应主动地调整战略,实现产业升级,增强国家的竞争实力。我们不掌握关键核心技术的“本土化”,不可能给我们带来最大的收益。当然,我们要根据世界经济发展的新特点赋予“国产化”以新的内涵。
信息、生物、新材料三大前沿领域
信息、生物、新材料是21世纪前30年发展最快、最热门的三大领域,它们集结了当今世界最强势的研究力量。但在这些关系未来发展的关键领域中,我国许多核心技术仍依赖追踪、模仿和引进国外技术,原始创新能力明显不足。
从更宽的视野来看,不仅仅是这三个领域的发展需要高扬“自主创新”的信心与勇气。实际上,整个中国科技正面临着前所未有的发展压力:对外要适应国际科技竞争的紧迫形势,对内要满足经济社会发展进程中的重大战略性需求。而原始创新能力和技术创新能力的薄弱,已成为当前和未来相当长时期内影响我国整体竞争力的极大障碍。
面向未来15年的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》即将,科技部等有关部门正在着手制定科技“十一五规划”——关于中国科技“未来”的探讨与关注,在最近一年多来达到了前所未有的程度。就是在这样带着几分焦灼、几分期待、几分信心的探讨氛围中,“自主创新”成为人们关于中国科技发展的共识。
带着这个共识,再来看中国科技发展面临的“压力”,在很大程度上已经变成了未来发展的重大机遇。未来10年,中国在这三大领域中最有可能实现自主创新的关键技术群究竟有哪些?有限的科技经费究竟应当投入到哪些突破口?
下一代移动通信技术
移动通信是人类社会发展中的一大奇迹。2004年12月,全球(蜂窝)移动通信用户总数已达17亿以上,超过已有百年发展历史的固定通信用户数。过去10年,移动通信技术完成了由第一代模拟通信技术向第二代数字通信技术的过渡,当前正处于由其巅峰状态向第三代(3G)移动通信技术过渡的进程中。
目前,世界发达国家纷纷投入力量进行第三代及下一代移动通信标准、技术和产品的开发。
——3G移动通信:国际电信联盟(ITU-T)批准为3G的三大标准分别是欧洲的WCDMA,美国高通公司的CDMA2000和中国大唐电信的TD-SCDMA。3G已在全球30多个国家开始商用。
——增强型3G(Enhanced3G):为了克服3G技术不能很好支持流媒体等业务的不足,国际电信联盟已在制定增强型3G技术标准。专家预测,增强型3G技术将进入商用。
——4G(或Beyond3G):下一代移动通信即所谓超3G(以下统称Beyond3G)技术的研究是国际上的热点。Beyond3G具有更高的速率与更好的频谱利用率。欧盟、日本、韩国等国家已开始4G框架的研究,预期Beyond3G技术可望在2010年后开始商用。
中国移动用户总数已达3.34亿,居世界第一,总体技术水平与国际同步,处于由第二代向第三代的过渡时期。我国3G移动通信技术已经具备了实现产业化的能力,我国大唐电信2000年5月提出的TD-SCDMA标准已成为国际电信联盟正式采纳的三大标准之一。此外,在国家“863”计划的支持下,开展了Beyond3G技术的研究,预期该技术可望在2010年后开始商用。
Beyond3G技术对我国经济社会发展和国防建设具有十分重要的意义。德尔菲专家调查统计结果显示,我国研发水平比领先国家落后5年左右,通过自主开发或联合开发,在未来5年可能形成自主知识产权。以华为、中兴为代表的一批高技术通信设备制造业公司,在第三代移动通信设备(3G)等研发方面紧跟国际前沿,打破了国外公司对高技术通信设备的垄断,开始参与国际通信标准的制定,开发具有自主知识产权的核心技术,具备了参与国际竞争的能力,具备实现技术和产业跨越式发展的契机。
中国下一代网络体系
下一代网络(NGN)泛指以IP为核心,同时可以支持语音、数据和多媒体业务的因特网、移动通信网络和固定电话通信网络的融合网络。
世界各国和国际通信标准化组织都在积极开展下一代网络的研究开发工作。国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)、欧洲电信标准化协会(ETSI)、互联网工程任务组(IETF)、第三代伙伴组织计划(3GPP)等,都在致力于下一代网络体系的研究。目前,美国、日本、韩国、新加坡以及欧盟都已启动了下一代互联网研究计划,全面开展各项核心技术的研究和开发。
我国在下一代网络的研究方面已取得了较大进展。“九五”期间,863计划建成了“中国高速信息示范网”(CAINONET)、国家自然科学基金委支持的“中国高速互连研究试验网NSFCNET”等重大项目,目前已开始基于NGN的软交换技术在移动和多媒体通信中的应用研究。中兴、华为等企业还推出了基于软交换的NGN解决方案;在下一代互联网研究上,中兴、港湾网络等推出的高端路由交换机,可应用于国家骨干IP网络建设,以及大中型宽带IP城域网核心骨干和汇聚。国内公司还开始自行设计高端分组交换定制ASIC芯片。我国已成为少数几个能够提供全系列数据通信设备的国家之一。
下一代网络技术对促进我国高新技术的发展,以及对改造和提升我国传统产业具有举足轻重的作用,对国家安全至关重要。从总体上看,我国互联网技术跟随国外发展,在技术选择上缺乏系统研究,走过一些弯路,至今与国外仍存在较大差距。无论网络用户规模、网络应用、网络技术或网络产品都尚有很大的发展空间。从全局着眼,应不失时机地开展中国下一代网络体系的研究、应用试验、关键技术研究和产品开发。不能像第一代互联网那样,技术、标准都是外国的,给国家安全造成隐患。
纳米级芯片技术
当前,集成电路的发展仍遵循“摩尔定律”,即其集成度和产品性能每18个月增加一倍,按照器件特征尺寸缩小、硅片尺寸增加、芯片集成度提高和设计技术优化的途径继续发展。
自上世纪90年代以来,全球集成电路制造技术升级换代速度加快。当前国际上CMOS集成电路大规模生产的主流技术是130nm,英特尔等部分技术先进的芯片制造公司已在用90nm进行高性能芯片生产。2005年,美国AMD公司已开始量产90nm的高性能芯片,国际上对65nm技术的开发也已成功。伴随130nm到90nm技术的升级,考虑到扩大生产规模和降低成本,大多数公司将使用12英寸替代8英寸硅基片,这也必将带来半导体设备的大量更新。
近年来我国一些先进集成电路制造公司的崛起,使国内集成电路制造工艺技术与国际先进水平的差距有了显著的缩小,但整体水平仍与先进国家相差2~3代。目前,我国集成电路设计公司年设计能力已超过500种,主流设计水平达到180nm,130nm技术正在开发中,90nm技术的研发也开始着手进行。从产业发展看,我国集成电路已初步形成由十多家芯片生产骨干企业、十多家重点封装厂、二十多家初具规模的设计公司、若干家关键材料及专用设备仪器制造厂组成的产业群体,设计、芯片制造、封装三业并举的蓬勃发展态势。以中科院计算所为代表的研究机构和企业在CPU研发方面所取得的新进展,标志着我国集成电路设计具有较强能力,与国际先进水平的差距进一步缩小。目前我国芯片业大多集中在低端的交通、通信、银行、信息管理、石油、劳动保障、身份识别、防伪等领域,IC卡芯片所占比重一直占据芯片总体市场的20%左右。
世界第一颗0.13微米工艺TD-SCDMA3G手机核心芯片10月9日在重庆问世
今后的IC是纳米制造技术的时代,而纳米级芯片技术是我国赶超国际的关键,它的成功将会是我国IC工业发展史上的重要里程碑和持续发展的动力,专家认为应优先发展。
中文信息处理技术
包括汉字和少数民族文字在内的中文信息处理技术,是汉语言学和计算机科学技术的融合,是一门与语言学、计算机科学、心理学、数学、控制论、信息论、声学、自动化技术等多种学科相联系的边缘交叉性学科。
随着互联网的发展,中文信息处理技术已渗透到社会生活的各个方面。1994年,微软开始进入中文软件市场,微软的WORD把国产WPS挤出了市场,继而Windows中文版又把国产中文之星挤垮。微软凭借其强大的优势地位,使国产的中文信息处理软件举步维艰。中文版的Windows、Office等占据了大部分的中文软件市场,使中文信息处理逐渐丧失了其特殊地位。
经过二三十年的努力,我国的中文信息处理,包括中文的编码、字型、输入、显示、输出等的基本处理技术已经实用化,目前正在逐渐摆脱“字处理”阶段,处于向更高级阶段快速发展的时期。包括中文的文字识别机和手写文字识别、语音合成、语音识别、语言理解和智能接口等技术的研究已获得进展。中文的全文检索、内容管理、智能搜索、中文和其他文字之间的机器翻译等技术也正在开发、研制,并取得了较大进展,涌现了联想、方正、四通、汉王、华建等公司。
随着中国加入WTO与世界各国交流的逐渐扩大以及网络信息时代的来临,中文信息处理技术越发显得重要,其自动化水平的提高,将大大促进我国科技、国民经济和社会发展,同时使中华民族的文化在信息时代得到新的发展。未来无疑应当加强中文信息处理技术的研发投入与政策倾斜。
人类功能基因组学研究
20世纪末启动的人类基因组计划被公认为生命科学发展史上的里程碑,其规模和意义超过了曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划。随着人类基因组、水稻基因组以及其他重要微生物等50多种生物基因组全序列测定工作的完成,国际基因组研究进入到功能基因组学新阶段。
功能基因组学已成为21世纪国际研究的前沿,代表基因分析的新阶段。它是利用结构基因组所提供的信息和产物,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能,使生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究,是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入对基因组动态的生物学功能学研究。从1997年迄今已发表的有关功能基因组学的论文数以千计,其中不少发表在《细胞》《自然》《科学》等国际著名刊物上。
目前功能基因组研究的重点集中在四个方面:一是基因测序技术研究。预计今后几年内,测序技术将继续发展,特别是有一些重要的改进将直接用于功能基因组的研究;二是单核苷多态性(SNP)以及在此基础上建立的SNP单体型研究;三是基因组有序表达的规律研究。主要包括基因的深入鉴定、基因表达与转录组研究、蛋白和蛋白质组研究、代谢网络和代谢分子研究、基因表达调控研究等;四是计算生物学和系统生物学研究。
近几年来,在国家“863”计划、国家重大科技专项等的资助下,我国功能基因组学研究取得了一系列进展。中华民族占世界人口的1/5,有丰富的遗传疾病家系资源,这是我国发展功能基因组研究的有利因素。“十五”期间,我国参与国际蛋白质组计划、国际人类基因组单体型图计划,高质量按时完成了项目中所承担的21号染色体区域的任务,建立并完善了中华民族基因组和重要疾病相关基因SNPs及其单倍型的数据库的建设,在国际一流杂志上发表了一批高水平学术论文,申报了一批国家专利,收集、保存了一批宝贵的遗传资源,并初步建立了遗传资源收集网络和资源信息库的采集管理系统,组建了一批国家级基地,培养了一支队伍,建立了一批技术平台。但总体而言,我国在功能基因组研究及应用方面的原始创新成果数量较少,还不能为医药生物技术产业的发展提供足够的知识和产品。
未来研究重点包括:
——功能基因组研究。重点开展植物功能基因组研究、人类功能基因组研究和重要病原微生物及特殊微生物功能基因组研究;
——蛋白质组学研究。蛋白质组学是一个新生领域,目前还处于初期发展阶段,仍有许多困难有待克服。我国应选择具有特色的领域开展研究;
——生物信息技术。我国的研究重点应集中在生物信息数据库的构建、生物信息的开发、加工、利用及生物信息并行处理方面;
——生物芯片技术及产品。通过微加工技术和微电子技术在固体芯片表面构建的微型生物化学分析系统,以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。常用的生物芯片包括基因芯片、蛋白质芯片、生化反应芯片和样品制备芯片等。生物芯片的主要特点是高通量、微型化和自动化。我国生物芯片研究紧跟国际前沿,它将对我国生命科学研究、医学诊断、新药筛选具有革命性的推动作用,也将对我国人口素质、农业发展、环境保护等作出巨大的贡献。
专家认为,我国人类功能基因组学研究的研发水平比领先国家落后5年左右,若能高度重视,充分利用我国已有的技术和资源优势,未来10年我国可能实现人类功能基因组学研究的跨越发展。
蛋白质组学研究
随着被誉为解读人类生命“天书”的人类基因组计划的成功实施,生命科学的战略重点转移到以阐明人类基因组整体功能为目标的功能基因组学上。蛋白质作为生命活动的“执行者”,自然成为新的研究焦点。以研究一种细胞、组织或完整生物体所拥有的全套蛋白质为特征的蛋白质组学自然就成为功能基因组学中的“中流砥柱”,构成了功能基因组学研究的战略制高点。
目前蛋白质组学的主要内容是建立和发展蛋白质组研究技术方法,进行蛋白质组分析。为了保证分析过程的精确性和重复性,大规模样品处理机器人也被应用到该领域。整个研究过程包括样品处理、蛋白质的分离、蛋白质丰度分析、蛋白质鉴定等步骤。
附图
自1995年蛋白质组一词问世到现在,蛋白质组学研究得到了突飞猛进的发展。我国的蛋白质组研究也在迅速开展,并取得了许多有意义的成果,中国科学家已经在重大疾病如肝癌,比较蛋白质组学的研究等方面取得了重要成就,在“973”计划的资助下,我国已经开始了二维电泳蛋白组分离研究、图像分析技术和蛋白质组鉴定质谱技术研究等。
如何抓住国际上蛋白质组学研究刚刚启动的时机,迅速地进入到蛋白质组学研究的国际前沿,是摆在我国生命科学研究发展方向上的一个重要课题。
目前我国在该领域的研发基础较好,只比先进国家落后5年左右。蛋白质组学属科学前沿,专家建议结合我国现行的基因组研究及其他有我国特色或优势的领域开展研究,不要重复或追随国际已有的工作,而应走自己的路,未来10年内有可能取得重大科学突破。
生物制药技术
生物制药被称为生物技术的“第一次浪潮”,其诱人前景引起了全世界各国政府、科技界、企业界的高度关注。
在过去的30年间,全球生物技术取得了令人瞩目的成就。据美国著名咨询机构安永公司2004年和2005年发表的第十八和第十九次全球生物技术年度报告分析,2003年全球生物技术产业营收达410亿美元。目前已有190余种生物技术产品获准上市,激发起投资者对生物技术股与融资的兴趣。
近20年来,我国医药生物技术产业取得了长足的进步,据《中国生物技术发展报告2004》统计,我国已有25种基因工程药物和基因工程疫苗,具有自主知识产权的上市药物达9种,重组人ω-干扰素喷鼻剂2003年4月获得国家临床研究批文,可用于较大规模高危人群的预防。但总体上与世界先进水平相比还存在很大的差距,医药生物技术产品的销售收入仅占医药工业总销售额的7.5%左右。
为加快我国生物制药技术的发展,今后的研究开发重点是:
——生物技术药物(包括疫苗)及制备技术。围绕危害人民健康的神经系统、免疫系统、内分泌系统和肿瘤等重大疾病和疑难病症的防治与诊断,应用基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程等技术,开发单克隆抗体、基因工程药物、反义药物、基因治疗药物、可溶性蛋白质药物和基因工程疫苗,拓宽医药新产品领域;
——高通量筛选技术。目前,国外许多制药公司已把高通量筛选作为发现先导化合物的主要手段。典型的高通量筛选模式为每次筛选1000个化合物,而超高通量筛选可每天筛选10万多个化合物。随着分析容量的增大,分析检测技术、液体处理及自动化、连续流动以及信息处理将成为未来高通量筛选技术研究的重点;
——天然药物原料制备。目前,已经发现人类患有3万多种疾病,其中1/3靠对症治疗,极少数人能够治愈,而大多数人缺乏有效的治疗药物。以往多用合成药物,随着科技的进步,人们自我保健意识增强,对天然药物的追求与日俱增。当前世界各国都在加强天然药物的研发。
生物信息学研究
在生命科学的研究中,以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析,对基因组研究相关生物信息获取、加工、储存、分配、分析和解释——上世纪80年代一经产生,生物信息学就得到了迅猛发展。其研究一方面是对海量数据的收集、整理与服务;另一方面是利用这些数据,从中发现新的规律。
具体地讲,生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头,找到基因组序列中代表蛋白质和RNA基因的编码区;同时,阐明基因组中大量存在的非编码区的信息实质,破译隐藏在DNA序列中的遗传语言规律;在此基础上,归纳、整理与基因组遗传信息释放及其调控相关的转录谱和蛋白质谱的数据,从而认识代谢、发育、分化、进化的规律。另外生物信息学还利用基因组中编码区的信息进行蛋白质空间结构的模拟和蛋白质功能的预测,并将此类信息与生物体和生命过程的生理生化信息相结合,阐明其分子机理,最终进行蛋白质、核酸的分子设计、药物设计和个体化的医疗保健设计。
生物信息学的发展已经将基因组信息学、蛋白质的结构计算与模拟以及药物设计有机地连接在一起,它将导致生物学、物理学、数学、计算机科学等多种科学文化的融合,造就一批新的交叉学科。
科学家们普遍相信,本世纪最初的若干年是人类基因组研究取得辉煌成果的时代,也是生物信息学蓬勃发展的时代。据预测,到2005年生物信息的全球市场价值将达到400亿美元。
我国生物信息学研究起步较早。20世纪80年代末,国内学者就在《自然》上报道了免疫球蛋白基因超家族计算机分析的工作。目前,多家大学和研究机构也相继成立了生物信息中心或研究所,各种原始数据库、镜像数据库和二级数据库也已经逐步建立,同时我国还建立了相关的工作站和网络服务器,实现了与国际主要基因组数据库及研究中心的网络连接,开发了用于核酸、蛋白结构、功能分析的计算工具以及蛋白质三维结构预测、并行化的高通量基因拼接和基于群论方法开发的基因预测等多种软件。中国学者还运用自主开发的电脑克隆程序,开展了大规模EST数据分析,建立了一系列基因组序列分析新算法和新技术,并在国内外著名科学杂志上发表了一系列论文,取得了引人注目的进展,尤其在人类基因组基因数目的预测上获得了与目前的实验事实相当吻合的结果,在国际上获得普遍认可。
农作物新品种培育技术
最近几年,农业生物技术的发展对农业产业结构调整产生的巨大影响,已引起各国政府和科学家的高度重视。农业生物技术领域研究中最活跃的是育种技术——应用现代分子生物学和细胞生物学技术进行品种改良,创造更加适合人类需要的新物种,获得高产、优质、抗病虫害新品种。这使得新品种层出不穷,品种在农业增产中的贡献率将由现在的30%提高到50%。国际水稻研究所已经培育出每公顷7500公斤的超级水稻,非洲培育出增产10倍的超级木薯。
我国该领域的基础研究和高技术研究取得了一批创新成果:如植物转基因技术、细胞培育技术、籼稻的全基因组测序、花粉管通道转基因方法等,使研制具有自主知识产权的转基因农作物新品种成为现实和可能。目前,已培育出亩产达到807.4公斤的超级杂交稻;2004年转基因抗虫棉的种植面积已占全国棉花种植面积的50%左右;利用细胞工程技术培育的抗白粉病、赤霉病和黄矮病等小麦新品种已累计推广1100多万亩;植物组织培养和快繁脱毒技术在马铃薯、甘蔗、花卉生产中发挥了重要的作用。
专家认为,我国农作物新品种培育的研发基础较好,整体科研技术与国外处于同等水平,只要充分利用资源,发挥优势,很可能在该领域取得突破。
纳米材料与纳米技术
纳米科技是上世纪末才逐步发展起来的新兴科学领域,它的迅猛发展将在21世纪促使几乎所有工业领域产生一场革命性的变化。纳米材料是未来社会发展极为重要的物质基础,许多科技新领域的突破迫切需要纳米材料和纳米科技支撑,传统产业的技术提升也急需纳米材料和技术的支持。
近年来,科技强国在该领域均取得了相当重要的进展。
在纳米材料的制备与合成方面,美国科学家利用超高密度晶格和电路制作的新方法,获得直径8nm、线宽16nm的铂纳米线;法国科学家利用粉末冶金制成了具有完美弹塑性的纯纳米晶体铜,实现了对纳米结构生长过程中的形状、尺寸、生长模式和排序的原位、实时监测;德国科学家巧妙地利用交流电介电泳技术,将金属与半导体单壁碳纳米管成功分离;日本用单层碳纳米管与有机熔盐制成高度导电的聚合物纳米管复合材料。
在纳米生物医学器件方面,科学家用特定的蛋白质或化合物取代用硅纳米线制成场效应晶体管的栅极用以诊断前列腺癌、直肠癌等疾病,成百倍地提高了诊断的灵敏度。另外,纳米技术在医学应用、纳米电子学、纳米加工、纳米器件等方面也有新进展。与此同时,国外大企业纷纷介入,推动了纳米技术产业化的进程。
当前纳米材料研究的趋势是,由随机合成过渡到可控合成;由纳米单元的制备,通过集成和组装制备具有纳米结构的宏观试样;由性能的随机探索发展到按照应用的需要制备具有特殊性能的纳米材料。
纳米材料和技术很可能在以下四个领域的应用上有所突破:一是IT产业(芯片、网络通讯和纳米器件);二是在生物医药领域应用纳米生物传感的早期诊断和治疗,到2010年将给人类带来新的福音;三是在显示和照明领域的应用已有新的进展,纳米光纤、纳米微电极等已产生极大影响;四是纳米材料技术与生物技术相结合,在基因修复和标记各种蛋白酶等方面蕴育新的突破,预计2010年纳米技术对国际GDP的贡献将超过2万亿美元。
我国纳米材料研究起步较早,基础较好,整体科研水平与先进国家相比处于同等水平,部分技术落后5年左右。目前有300多个从事纳米材料基础研究和应用的研究单位,并在纳米材料研究上取得了一批重要成果,引起了国际上的广泛关注。据英国有关权威机构提供的调查显示,我国纳米专利申请件数排名世界第三位。
国内目前已建成100多条纳米材料生产线,产品质量大都达到或接近国际水平。与发达国家相比,我国的差距一是在纳米材料制备与合成方面尚处于粗放阶段,缺乏应用目标的牵引,集成不够;二是纳米材料计量、测量和表征技术明显落后于国外,对标准试样和标准方法的建立重视不够,对表征手段的建立投资不足;三是纳米材料的基础研究、应用研究和开发研究出现脱节,纳米材料研究缺乏针对性;四是学科交叉、技术集成不够。
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信息技术正在发生结构性变革
目前,信息技术正在发生结构性的变革,在信息器件向高速化、微型化、一体化和网络化发展的同时,软件和信息服务成为发展重点。大规模集成电路正快速向系统芯片发展;移动通信技术正在向第三代、第四展,将提供更优质、更快速、更安全的服务,并带来巨大的经济利益;电信网、计算机网和有线电视网三网融合趋势进一步加快,无线网络成为世界关注的重点;全球化的信息网络将像电力、电话一样为社会公众提供各种信息服务,越来越深刻地改变着人们的学习、工作和生活方式,也将对产业结构调整产生重大影响。
微电子技术、计算机技术、软件技术、通信技术、网络技术等领域的发展方兴未艾,极有可能引发新一轮产业革命。
大显神通的新材料
高性能结构材料是具有高比强度、高比刚度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损的材料,对支撑交通运输、能源动力、电子信息、航空航天以及国家重大工程起着关键性作用。
新型功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的材料,是信息技术、生物技术、能源技术和国防建设的重要基础材料。当前国际上功能材料及其应用技术正面临新的突破,诸如信息功能材料、超导材料、生物医用材料、能源材料、生态环境材料及其材料的分子、原子设计正处于日新月异的发展之中。
作者:李国杰 单葆成 马云启 刘广林 单位:沈阳农业大学 辽宁省科学技术厅
项目主要针对辽宁省西北风沙区与沿海地区风蚀沙化严重、缺乏耐盐耐旱林木品种及粮食产量不稳、经济效益低下的现状,组织实施“沿海经济带及西北风沙区防护林体系建设研究与示范”及“辽西北风沙半干旱区旱作关键技术研究”等项目,重点开展抗逆性树种的保存与选育、防风固沙体系建设及旱作节水高效栽培模式等关键技术研究。第六,实施“新农村能源、环保住宅及生态环境建设研究与示范”等项目。项目针对农村新能源建设、改善和提高农村生态环境和农民生活生产条件等问题,进行“新农村能源、环保住宅及生态环境建设研究与示范”及“辽宁农村储粮装备技术及绿色储粮示范”项目研究。加大引进创新力度,培育高产优质农业新品种“十一五”期间,辽宁省累计引进农作物种质资源6000余份、配制新组合2000份、利用常规育种与生物育种相结合的方式选育玉米优良自交品系127份,选育玉米、水稻、大豆等农作物新品种190个,新品种推广面积累计3亿亩,使辽宁省主要农作物良种覆盖率保持95%以上。累计引进国内外高油、高蛋白、高油亚比材料和特种花生新品种(系)89个,育成花生新品种6个。选育林木、畜牧、水产等新品种40个,丰富了辽宁省种业市场,提升了种业品质,为辽宁农业的健康高效及可持续发展打下了夯实的基础。由辽宁省农科院牵头的国家粮丰工程项目“东北平原南部(辽宁)春玉米丰产高效技术集成研究与示范”中,5年中在全省内累计建立核心区、示范区4800万亩,技术辐射面积基本覆盖辽宁省玉米主产区。2009年落实超高产田169亩,其中138亩达到吨产,建平县50亩超高产田块最高亩产达1157.16公斤。通过对水稻减氮增效丰产技术、化控技术的应用,旱种湿管栽培技术、主要病虫害安全高效综合防治技术研究与示范,建立了辽宁东南沿海、辽河平原三角洲、辽宁中部和辽北四大稻区的水稻高产优质栽培技术集成模式,技术辐射面积590万亩,2009年有330亩超高产示范田平均亩产达832.8公斤。针对辽宁省大豆生产目前现状及存在的问题,确立了辽宁南部、中北部地区及辽西半干旱区保苗高产高效技术集成与示范模式,5年中累计建立大豆新品种新技术示范田11处,合计示范面积6201亩,平均亩产达216.6公斤。通过农业新品种的应用推广及高产高效栽培技术的集成与示范,实现了良种良法的配套,为辽宁省农业增产、农民增收提供了有力的技术支撑。开展科技特派行动、构建现代农业科技服务体系科技特派行动以科技特派行动为载体,以政府引导和市场化运作为手段,以农业特色产业基地建设为切入点,把人才、技术、信息和现代经营理念引入农村一线,鼓励广大科技人员在农村创新、创业,促进现代农业发展,增加农民收入,为社会主义新农村建设提供强有力的技术支撑。“十一五”期间,辽宁省共有72个县(市、区)开展了科技特派工作,累计派出省级科技特派团17个、市级科技特派团190个、省级科技特派组63个、科技特派员2784名、培养农民技术员3445人,全省累计有7853名科技人员活跃在农村一线。行动开展以来共实施科技特派员示范项目798项、形成利益共同体171个、引进新品种1823个、推广新技术1293项、研发新产品562个、申报专利131项、建立示范基地2277个、基地面积278万亩、创办农民专业技术合作组织1226个、开展各种培训7000余(场)次、培训农民70万人次、发放资料170万份、安置劳动力就业51.7万人、辐射带动农民143.2万人、增加经济效益209.4亿元。经过几年探索实践,在省内建立了“四位一体”的科技特派工作模式,即科技特派团、科技特派组、科技特派员和农民技术员培养工程。开展科技扶贫、创建农业科技服务平台由辽宁省农科院、沈阳农业大学等单位的农业专家,5年中累计组成80余支科技服务队,针对各县区的农业特色,举办果树栽培、棚菜生产、畜禽养殖等各种培训班1200期,培训科技带头人、农民等18万人次,累计发放光盘、技术手册等资料70万余份,发送农作物优良品种种子10万公斤。通过建立新成果示范基地、扶持龙头企业和农民经济合作组织等措施,推广新品种200个,引进科技致富项目300项,培养科技示范户1000户,累计创造经济效益40亿元。实践证明,科技扶贫及送科技下乡更新了农民观念,提高了农民的科技文化素质,为促进地方农业结构调整和县域经济发展起到了积极的推动作用。同时,开展“农业科技110”服务平台建设,利用现代科技手段整合农业科技资源和服务方式,采用政府搭台、专家支撑、技营结合、农民受益的运行模式,实现了对农民科技咨询、求助的快速反应、有效服务。为推进农村信息化、加速农业科技成果转化、促进辽宁省现代农业发展提供了强有力的技术支撑。
今后必须要重视技术创新及产业化,在正确处理好当前与长远、应用与开发研究的同时,加大基础性研究力度,使三类研究的战略布局及人力、财力保持适当均衡,推动辽宁农业科技持续发展。(遵循农业科技工作的自身特点与规律现代农业科学是在科学整体化浪潮中建立起来的一门综合性科学。它处于科学结构中的基础自然科学到农业生产之间的应用技术科学的广大地带,它也处于自然科学与社会科学的地带。农业科学技术不同于工业科学技术,它包括了基础性研究、应用性研究和开发性研究的完整体系,并具有自身的特点:受经济规律支配,也受自然规律和生物规律的支配,物化的生产资料不能以其他的物质取代,但直接又影响到农业技术及其经济、社会和生态效益;所获得的科技成果,有物质形态的产品,又有知识形态和信息形态的非物质性成果,并难以受到专利和知识产权的保护。农业科技成果不仅可以转化为现实生产力,为社会创造物质财富,而且还可以极大地丰富人类的精神财富。农业科技工作的特征和规律是农业发展特征和规律的综合体现。实践表明,在农业科技工作中只有认真按其特殊性和规律性办事,保持其稳定性和连续性,才能推动辽宁农业科技工作快速、良性发展。实施农业科学技术多学科、跨地区协作攻关伴随现代科学技术的快速发展,科研规模不断增大,分工也越来越细,一些重大科技攻关问题普遍带有综合性。这些科研任务的完成,必须组织大协作,乃至区域或国家规模的协作,才能取得突破性的大成果。因此,要加强横向联合与协作,推动多跨部门跨地区、专业多学科的联合科技攻关。例如,沈阳农业大学陈温福院士完成的“籼粳稻杂交新株型创造与超高产育种研究及其应用”科研项目,就是以沈阳农业大学、中国水稻研究所等12个单位跨部门跨地、多专业多学科的科技力量,开展大协作,联合攻关,并获得了具有国际先进水平的重大科技成果。此外,在农业的多学科的横向联合上,重视了学科间渗透与交融作用的发挥,实现科技项目在理论上和技术上的突破,促进了高新技术的发展。目前,辽宁省在启动实施的重大专项,特别是重大专项,均规定要创新科技创新体制,坚持走大联合与大协作之路。采取多种形式加快农业科技成果转化采取多种形式,加快农业科技成果向现实生产力转化,为加快经济发展方式转变提供强有力的科技支撑。
同时,创办科技型企业(企业集团)和经济实体,依靠科技进步,生产、销售科技产品,将科技转化为现实生产力,经济社会效益显著。运用高新技术改选传统农业所谓农业的高新技术,是指能广泛用于农业领域的,对农业经济发展和农业科技进步产生深刻影响和重大推动作用,并能形成新型农业产业的高技术和新技术。包括国家科技部认定的生物技术、航天技术、信息技术、自动化技术、激光技术、新材料技术、新能源技术等7个高新技术领域的相关内容。运用高新技术改造传统农业、推动辽宁农业现代化建设,要服务于发展辽宁经济和完善辽宁农业功能的需要,把辽宁农业发展建立在依靠现代科学技术的基础之上。通过引入现代高新技术和先进生产力,用技术创新把高新技术融入传统农业,使高新技术向传统业的产前、产中和产后领域渗透和扩散,形成新农业产业;用结构优化促进辽宁农业结构优化,将资源依托型的农业发展成依托型农业,实现农业高产、优质和高效;用融资创新建立多元化的融资渠道和风险投资体系;用组织创新发展农业产业化经营和建设农民合作经济组织,形成一个利益共享、风险共担的合理运行机制;用可持续发展战略思想发展生态型的科技农业;用农业产业化的生产方式来取代传统农业生产方式,促使辽宁省的传统农业向现代农业转变。注重高素质科技队伍建设农业发展靠科技,科技进步靠人才,当今世界的竞争,从根本上说是人才的竞争,人才资源已成为最重要的战略资源。加快农业科技人才工程建设,造就一支高素质的农业科技队伍是实施科技兴农战略的前提。因此,辽宁省在加强农业科技队伍建设实践中,首先,对现有农技推广干部不断加强正规的专业技术教育,使之适应农业技术推广的专业需要。其次,努力拓宽广大科技人员的专业基础知识、基本实验技术、新技术应用水平和科研能力。注意充实农业科技队伍,加快培养学术带头人。研究人员的引进要始终坚持高学历、高素质的原则。第三,注意改善农业科技人员特别是农技推广人员的工作和生活条件,努力保持专业科技人员的相对稳定。第四,认真组织大专院校、农业科研院所的教师、科技人员深入农业生产第一线,高素质地从事技术推广服务,参与科技示范区、综合开发区及各类生产基地建设。第五,不断改革技术职务评聘制度,动态管理,充分调动科技人员的主动性和积极性。坚持技术推广应用与培训农民相结合农民是农业技术的直接应用者和获益者,要推广农业先进技术,必须大力培训农民,提高农民科学技术素质。首先,举办培训班,传授新技术、新方法。通过实施“沈阳市农村青年科技人才研修工程”、“辽宁省农民技术员培养工程”和“绿色证书”等,为辽宁农村扶贫开发培养大批有文化、懂技术、会经营的新型“蓝领农民”。其次,建立科技示范服务基地。通过科技示范服务基地,让农民更直观更实在地学到农业技术知识和操作方法。第三,建立健全技术推广网络。通过完善乡镇一级技术推广机构、建立村、组两级技术推广组织、建立农民技术协会和发挥农技专业户、示范带动作用,从而加快新技术传授、吸收及新品种的推广普及。加大农业科技管理体制创新力度首先,创新农业科研体制。(1)将农业科研、开发、推广应用相互分割的关系转化为相互衔接互为一体的体系。(2)将农科教分离、产学研多主体化转化为农科教结合、产学研一体化。(3)将科技人员的技术成果的物质、精神奖励与产权、专利分离转化为一定程度的结合,建立多劳多得的分配制度和多元化的分配方式。其次,创新农业科技管理体制。(1)加强组织领导,分层次、分类别进行综合协调管理农业科技项目。(2)建立新型项目管理体系,基础研究项目实行基金项目制,重大科研开发及示范项目实行公开招标的方法,重大综合性项目探索建立首席专家负责制。(3)建立财政投入、金融贷款、企业投入、社会融资等多渠道、多元化投入体系。(4)克服短期行为,对项目实行长期的目标、分段检查、适当调整的连续性管理办法。再次,创新科技推广体制。(1)强化农业科技推广网络建设、修订与完善农业技术法规、加大农业技术推广经费投人。(2)建立高质量的农业技术信息服务体系和农业科技应用风险保障制度,大力培养提高农民科学文化素质。(3)建立责权利共享制,以效益分成的方式调动供给者和需求者的积极性。
一、加强农业科技管理,大力发展知识农业
1、适应知识农业发展需要,创新农业科研教育组织
为提升农业科技水平,策划农业科技发展方向与目标,加强科技计划的管理与考核,“农委会”于1986年成立任务编组的“农业研究发展小组”,于1993年改组,确定该小组的主要任务:(1)农业科技发展政策及法规的拟定;(2)计划的规划、评审及预算编列;(3)计划的推动、管理、成果检讨与绩效的考评;(4)人才培养及国际合作的规划、推动与管理;(5)科技会议的筹划及其结论与建议事项的推动;(6)与相关“部、会”、学术及研究机构有关农业科技计划的协调与联系。随后又改组为任务编组的“农委会”农业科技研究发展委员会。这一时期台湾农业科技集中在“农委会”农粮处主管,部分科技项目由“农委会”有关业务处室管理。此外,“国科会”生物处主管台湾地区农业生物科技的基础研究。
为了适应知识农业发展的需要,“农委会”着手研究调整农业试验研究机构,于2000年把拟成立“农业部”作为工作重点来抓,研究设置“农艺研究署”,从事全台湾农业科技研发工作。
为了迎接生物科技新纪元的到来,“中研院”设立生物农业科学所,台湾大学成立生物技术中心,中兴大学成立农业生物技术研究所。民间企业于1998年投资12亿元新台币成立了花卉生物技术公司,投资六亿元新台币成立家畜疫苗公司。近几年还先后把屏东技术学院和嘉义技术学院扩大为屏东科技大学和嘉义科技大学。
各有关农业科技的研究机构的分工是,“中央”研究院主要从事学术及基础方面的研究工作;大专院校则以教学及训练人才为主,研究工作为其业务的一部分;公营事业机构研究所及财团法人或类似组织的研究所从事专业性特定项目的研究工作;而原省属的试验研究机构为从事台湾地区全面性的试验研究工作的主干。有关农业科技研究发展对于基础研究、应用研究、技术发展与商品化及应用,依上、中、下游各层次负责推动。
2、应对国际农业科技发展趋势,加快高新技术创新步伐
1992年“农委会”农业研究发展小组依据《台湾科学技术发展12年长程计划及6年中程计划》、《农业综合调整方案》有关农业科技发展目标,以及历次“行政院”科技顾问会议农业组顾问建议事项,确定生物技术、生物防治、种苗繁殖、栽培渔业、动物用生物制剂等五个领域的研究发展重点,加以推动实施。其湾“农渔牧产业自动化”十年计划,约投入经费25亿元新台币。
从1997年7月至2000年6月,台湾“农委会”按照台湾地区“跨世纪农业建设方案”中的有关“发展政策导向的产业科技”要求,在重点产业科技、加强生物技术的研发与应用、整合农业科技研究群及区域推广体系、加速农业自动化与信息科技应用等方面研究取得一批成果。
2000年夏季,台湾“农委会”研究拟定“迈进二十一世纪农业新方案”,做为2001年至2004年农业政策蓝本。该方案提出了“发展农业知识经济,厚植农业竞争得基”策略,明确了新世纪初台湾地区农业知识经济的发展重点。2001年台湾农政机关用于扶持农业知识经济发展的经费预算为450.01亿元新台币,2002—2004年约需195.18亿元新台币用于支持农业知识经济发展。
2001年“农委会”制定台湾地区农业各领域科技发展中程纲要,包括11个研究领域,分别是作物科技领域、林业科技领域、渔业科技领域、畜牧业科技领域、农业环保科技领域、农产品加工科技领域、农业自动化科技领域、农业共通性科技领域、农业生物技术领域、林业防灾科技领域,“农委会”计划从2000—2004年度,共投入241.56224亿元新台币用于支持农业科技研究。
从上述分析可以看出,二十一世纪前十年台湾地区农业科技发展方向主要是:(1)在生产方面:建立高科技、高效率的农业生产体系,提高国产农产品的市场竞争力,突出加强生物技术的研发与运用,创造台湾地区农业的新绿色革命:加速农业自动化与信息科技应用,提升产业竞争力。(2)在生活方面:生产卫生、安全、高品质且多样化的农产品,提升国民生活品质质,重点发展高品质且多样化的农产品,满足消费大众需求;结合民间力量发展食品科技,带动产业发展。(3)在生态方面:减轻农业生产对环境的冲击,强化农业支持生态环境维护的功能,重点改进动植物生产、检疫防疫技术与体系,保护国内农业生产环境;加强农业资源保护利用,维护自然生态环境。
3、大力推动农业生物技术的研发与应用
鉴于农业生物技术将成为21世纪世界产业发展趋势,为了加快台湾生物技术的研究创新及其应用技术的发展,突破台湾农业发展与产业结构调整的瓶颈,提升传统农业的技术能力,近十几年台湾在生物技术产业发展方面,不断增加研发经费、人力和设备投入。
1995年8月台湾“行政院”第2443次会议通过《加强生物技术产业推动方案》,并于1997年修订方案内容,确定将农业与医药领域的生物技术,作为台湾全力发展的重点科技。“农委会”为落实“行政院”《加强生物技术产业推动方案》,1996年优先执行了花卉种苗、动物用疫苗及生物农药三个推动计划。
1997年3月,台湾“国科会”委员会选定农业生物技术为台湾四个“国家型”科技计划之一。同年10月,成立台湾农业生物技术“国家型”专案计划规划工作小组。1998年1月,聘任该计划个案咨询委员会委员。1998年2月,台湾农业生物技术“国家型”计划的目标、规划重点提交“国科会”委员会审定通过,推动执行,课题申请通过率为45.2%。1998年7月,公布1999年度第一期三年的课题补助金额,共有42项课题列入该“国家型”计划。其主要研究目标是:(1)整合台湾农业生物技术产业研发既有人力、物力与技术资源,落实产业应用,使农业生物技术在台湾得以生根并茁壮发展;(2)加强本土性的具有产业发展潜力的农业生物技术产品,以提升台湾生物技术产品的国际竞争力;(3)建立台湾研发与应用体系,确保台湾农业生物技术产业的永续发展,尽快提升台湾的农业生物技术水平;(4)整合以产业发展为导向的尖端农业生物技术研究,把台湾建成为亚太地区农业生物技术产业研发与营运中心,促进台湾加入WTO后的农业发展。
该科技计划的重点研究领域是:(1)、花卉及观赏植物领域,(2)植物保护领域,(3)水产养殖领域,(4)动物用疫苗领域,(5)农产品保鲜利用领域,(6)农业环境保护领域,(7)保健及药用植物领域。
4、加快农业科技管理创新
“农委会”为加强农业技术发展规划及本会农业科技研究发展计划的执行、管制与运作,设立农业科技审议委员会,该委员会的任务是:农业科技研究发展方向规划的咨询,农业各产业技术发展政策、制度、法规、策略及重大方案审议之咨询,农业科研计划资源分配审议的咨询,农业科研计划成果检讨审议的咨询,其它农业科技发展事项的咨询。委员会下设农业、林业、渔业、畜牧及生物技术五个技术领域审议小组,各技审小组的任务是:对“农委会”个别产业技术发展规划及审议的咨询,“农委会”科研计划审查及管理考核咨询,“农委会”科研计划与业界合作事项协调及审议的咨询,“农委会”有关科研计划事项的咨询。
为加强农业科技研究发展计划执行绩效评估,促使农业科技研究经费有效运用,“农委会”2001年3月6日成立农业科技绩效评估委员会,该评委会的任务是:以农、林、渔、牧及生物技术等领域科技研究计划为对象,评估过去该领域的研究计划执行绩效;评估农、林、渔牧及生物技术等领域科技研究成果所建立的技术,对提升台湾地区农业产业竞争力的效益。评委会设委员23—25人,由“农委会”主任委员遴聘学养优异、经验丰富,对产业科技、经济充分了解的相关产、官、学、研界专家兼任。评委会在对各领域专业技术进行评估时,得视需要聘请该领域的相关专家若干位参与绩效评估。此外,还在台湾地区农业生物科技“国家型”计划中设立了咨询委员会,在台湾地区农业科技中程发展纲要各领域聘请评审委员会。
二、注重农业科技投入,扶持技术创新
从下表可以看出,台湾地区农业科研经费投入常年维持在较高的水平。
台湾地区农业科技经费投入
年度经费年度经费
199621.135200145.04193
199715.3857200249.51840
199816.6880200355.26226
200029.79313200461.94672
注:2000—2004年为中程科技纲要需求估计数
1996年度(1995年7月1日—1996年6月30日)台湾地区农业科研经费为21.135亿元新台币(下同),其中农业基础研究(含农艺学、园艺学、农业化学、畜牧兽医、森林及水土保持、渔业科学及农业工程)的经费投入为3.9450亿元新台币,其经费主要来源是“国科会”和“中研院”,共执行537个研究课题,参加研究人员1206人。同年度的农业应用研究与技术发展(含农作物科技、林业科技、渔业科技、畜牧科技、食品科技等)的经费投入为17.19亿元,执行197项整合性研究发展计划,参与研究人员5142人。
在研究成果方面,共有952篇研究、72本专著、934项技术报告发表,完成55项技术创新和923项技术服务,实现技术转移18项,取得专利权6项、著作权3项。从1996年度的农业应用研究与技术发展的经费投入结构看,应用研究占70%(12.172亿元),应用基础研究占3%(0.439亿元),商品化开发研究和技术发展占18%(3.077亿元),其他研究占9%(1.504亿元)。
1997年度台湾地区农业科技应用研究与技术发展经费投入为15.3857亿元。1998年度台湾地区农业科技应用研究与技术发展经费投入为16.6880亿元。从1998年度台湾地区农业科技各领域经费投入结构看:重点产业及资源保育利用研究发展的经费为10.94648亿元,农业生物技术领域经费2.12078亿元,食品加工科技经费投入为1.79738亿元,遥测技术及精准农业科技经费投入为0.44965亿元,农牧渔产业自动化科技经费投入为2.60亿元,其中重点产业领域内部经费投入结构为:作物育种及生产技术研究2.822亿元,农业生物遗传资源研究利用0.8亿元,动植物防检疫与病虫害防治研究1.25755亿元,渔业生产科技研究发展0.805亿元,畜牧生物科技研究发展1.46606亿元,农业废弃物利用及公害防治技术研究0.44431亿元,水土森林资源保育利用及水利科技研究0.95641亿元,农业经济、农产运销技术与农民辅导研究0.52亿元,农业科技人才培育、国际合作及计划管理0.6亿元,农业资导系统建立研究与利用1.07515亿元。
“农业生物科技国家型计划”经费,包括台湾地区“国科会”、“农委会”、“中研院”、“环保署”和财团法人台湾农业生物技术中心五部分的研发投入,预估1998至2001年度,总额达到8亿元新台币。各年度分别为0.2亿元、2.11亿元、2.6亿元和3.1亿元。
三、加强农业科技推广,促进技术成果转化
1、制定农业技术成果转化政策法规
主要包括《“行政院”加强生物技术产业推动方案》、《“农委会”农业科技计划产学合作实施要点》、《“农委会”科技计划已有成果拟进行产学合作加速商品化的项目一览表》、《“农委会”科学技术研究发展成果归属及运用办法》、《“农委会”主管计划研究成果技术转移执行要点》等法规。
《“行政院”加强生物技术产业推动方案》提出台湾地区生物技术发展策略是加强研究发展与其成果移转、扩散及应用,整合产、官、学、研的研究发展体系,成立“国家型”计划,畅通研究、发展、生产三者之间的渠道,以加强生物技术产业发展。其中与农业相关的主要内容有:修订生物性农药开发相关法令规范;推动农业生物技术国家型计划以花卉种苗、水产养殖、动物用疫苗、生物性农药、保鲜技术等方向为重点,并落实于产业发展;加强花卉新品种智能财产权保护,并纳入植物种苗法新品种命名及权利登记范围的花卉种类,加强花卉新品种权利保护,以提高育种研发意愿,推动花卉种苗产业发展。
“农委会”为提高农业科技研发绩效,鼓励民间产业界积极参与农业科技研究与开发应用,以加速落实研发成果于产业发展,于2001年4月3日制定了《农业科技计划产学合作实施要点》。“农委会”的经费支持主要用于人事费、研究设备费、包括杂支、材料、仪器设备维护等其它研究有关费用、管理费和必要的技术移转费用。
《“农委会”主管计划研究成果技术转移执行要点》提出,移转研究成果的技术或智能财产权给予厂商时,应以该成果作价取得价款。技术成果移转作价原则以“农委会”资助研究总经费乘下列百分比收取之:(1)参与开发的合作厂商收取5%,未参与开发的厂商收取10—15%。(2)技术成果最终使用者若为供个别农家使用则收取5%,供农企业使用则收取10—15%。
2、推动农业科技推广方面的研究
台湾地区各年度的农业科研课题均包括与农业技术推广和成果转化方面有关的研究课题。从2001年度台湾地区“农委会”主管科技计划研究重点内容看,与推广相关的研究主要有,在农业政策方面,设有《农产运销制度、法规、批发、零售、渠道与市场的规划及评估研究》在健全组织及人力资源,提升农业经验管理效益方面,设有《农民组织功能研究》、《农业推广体系研究》、《农村建设规划研究》、《农业人力资源研究》、《农民福利制度研究》、《农业金融结构研究》;在农业生物技术产业方面,设有《推动花卉种苗、生物性农药、动物用疫苗及水产养殖生物技术产业发展研究》;在农产运销电子化方面,设有《推动产销与网络商城信息整合研究》、《农业自动化与电子化推动配合措施研究》、《农产运销自动化及电子化研究》等。
从1999年度台湾地区“农委会”主管农业科技计划实施结果看,安排与农业技术推广相关的研究课题主要有,《现有农业网站与农业推广网络系统评估》、《农业知识信息推广体系研究》、《农业推广远距离教学系统的规划》、《农业知识创新的传播研究》、《作物基因转移技术的开发应用研究》、《生物技术在植物病虫害诊断与防治上应用研究》、《生物性农药的生物技术应用开发研究》、《生物肥料的生物技术应用开发研究》、《应用生物技术加强花卉种苗产业发展研究》、《加强推动动物疫苗产业发展研究》、《农产品服务业自动化计划配合措施研究》、《加强食品工业技术及管理的辅导》、《灵芝和樟芝菌种发酵培养技术开发研究》。
【参考文献】
1996年、1997年、1998年“中华民国”科学技术年鉴,“行政院国家”科学委员会编印
“农委会”九十年度委外办理之科技计划研究重点、汇整单位及汇整人一览表